一种控制反扭矩钻井工具.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103485715103485715A(43)申请公布日2014.01.01(21)申请号201310422132.9(22)申请日2013.09.17(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人田家林梁政范哲杨琳赵广慧邓雄蒋发光张梁叶哲伟肖仕红董超群李双双(51)Int.Cl.E21B7/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图2页附图2页(54)发明名称一种控制反扭矩钻井工具(57)摘要本发明涉及一种用于石油天然气钻探、地质钻探、建筑工程领域的控制反扭矩钻井工具。它能够平衡马达和钻柱上产生的反扭矩，使工作面在工作期间更稳定。其技术方案：螺杆传动轴与齿轮驱动轴螺纹连接，在齿轮驱动轴靠近连接体一端装配有轴承组合；在齿轮驱动轴中间部位有一段齿轮轴与行星齿轮相啮合，6个行星齿轮均布在齿轮驱动轴的周向，行星齿轮与外侧的齿轮套筒采用内啮合配合；轴承组合固定在齿轮套筒内侧，其外圈与齿轮套筒连接，内圈与齿轮驱动轴连接；连接体外侧连接外钻头，外钻头为环形钻头装在齿圈上。本钻井工具与钻头配合使用，平衡了反扭矩，延长了钻头的使用寿命；能减少对工作面的调整，提高钻井速度，降低钻井成本。CN103485715ACN1034857ACN103485715A权利要求书1/1页1.一种控制反扭矩钻井工具，由螺杆传动轴、齿轮驱动轴、齿轮套筒、行星齿轮、轴承组合、连接体和外钻头组成，其特征在于：螺杆传动轴（1）与齿轮驱动轴（2）用螺纹连接，在齿轮驱动轴（2）靠近连接体（9）的一端装配有轴承组合（7），齿轮驱动轴（2）与连接体（9）用螺纹连接；齿轮驱动轴（2）的中间部分设置有一段齿轮轴，该齿轮轴与行星齿轮（5）相互啮合；安装6个行星齿轮（5）均匀分布在齿轮驱动轴（2）的周向，行星齿轮（5）固定在销轴（6）上，行星齿轮（5）与外侧的齿轮套筒（4）用内啮合配合连接；轴承组合（7）是由一个圆锥滚子轴承和一个推力球轴承并排组成，其圆锥滚子轴承在靠近外钻头（10）的一侧，轴承组合（7）的外圈与齿轮套筒（4）连接，轴承组合（7）的内圈与齿轮驱动轴（2）连接；连接体（9）与轴承组合（7）之间装配有垫圈（8），连接体（9）与齿轮驱动轴（2）之间装配有密封铜垫（11），连接体（9）外侧连接外钻头（10），外钻头（10）为环形钻头，装配在齿轮套筒（4）的齿圈上，齿轮套筒（4）与外套筒（3）之间形成动密封。2CN103485715A说明书1/2页一种控制反扭矩钻井工具技术领域[0001]本发明涉及一种用于石油天然气钻探工程、矿山开采、地质钻探、建筑工程、隧道工程、盾构及非开挖等技术设备领域的控制反扭矩钻井工具。背景技术[0002]用井下马达定向造斜时，会在钻具上产生较大的反扭矩。用PDC钻头钻定向井时，最难处理的问题就是由反扭矩变化引起的工具面控制不稳。钻井工作人员花费了大量的时间来调整工具面，由于每次停泵进行钻具连接，钻井参数改变，或者地层岩性发生变化，或者处理其他许多常规的问题，大扭矩变化会导致钻速降低，增加不必要的起下钻时间和设计井眼的改变，这些都会增加钻井作业的成本。因此，平衡反扭矩是定向钻井中重要的技术问题。反扭矩值的变化因素有很多，如钻压、岩石的性质、井眼情况等。由此，迫切需要一种钻井工具来控制定向钻井中产生的反扭矩。[0003]基于减小机械的反扭矩的技术理论，平衡反扭矩工具应用于定向马达钻井方面将会是一个巨大的进步。如果该工具成功应用于定向钻井中，由于在钻具上产生的反扭矩值很小，这将会节约很多扭工具面的时间，并能降低较大的成本，能为石油工业创造大的经济价值。发明内容[0004]本发明的目的在于：为了使通过平衡马达和钻柱上产生的反扭矩，使工作面在工作期间更为稳定，特提供一种控制反扭矩钻井工具。[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种控制反扭矩钻井工具，是由螺杆传动轴、齿轮驱动轴、齿轮套筒、行星齿轮、轴承组合、连接体和外钻头组成，其特征在于：螺杆传动轴与齿轮驱动轴用螺纹连接，在齿轮驱动轴靠近连接体的一端装配有轴承组合，齿轮驱动轴与连接体用螺纹连接；齿轮驱动轴的中间部分设置有一段齿轮轴，该齿轮轴与行星齿轮相互啮合；安装6个行星齿轮均匀分布在齿轮驱动轴的周向，行星齿轮固定在销轴上，行星齿轮与外侧的齿轮套筒用内啮合配合连接；轴承组合的外圈与齿轮套筒连接，轴承组合的内圈与齿轮驱动轴连接；其中轴承组合是由一个圆锥滚子轴承和一个推力球轴承并排组成，其圆锥滚子轴承在靠近外钻头一侧；连接体与轴承组合之间装配有垫圈，连接体与齿轮驱动轴之间装配有密封铜垫，连接体外侧连接外钻头，外钻头为环形钻头，装配在齿轮