具有双级压力锁止功能的井下主动离合器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115680479A(43)申请公布日2023.02.03(21)申请号202110854807.1E21B4/02(2006.01)(22)申请日2021.07.28(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院(72)发明人程光明陈武君赵晨熙尹慧博崔晓杰赵建军(74)专利代理机构北京聿华联合知识产权代理有限公司11611专利代理师刘华联(51)Int.Cl.E21B4/00(2006.01)E21B4/20(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称具有双级压力锁止功能的井下主动离合器(57)摘要本发明提供一种具有双级压力锁止功能的井下主动离合器，包括：马达总成；离合器总成，其包括：壳体、滑动牙坎、钻头连接轴、固定牙坎，钻头连接轴连接在滑动牙坎的下端，且与滑动牙坎形成周向固定，固定牙坎与壳体形成周向固定连接；其中，在第一状态下，滑动牙坎与马达总成形成周向固定连接，而与固定牙坎脱离，马达总成能够带动滑动牙坎转动，并通过钻头连接轴带动钻头转动，在第二状态下，滑动牙坎能够相对于外壳下行而与马达总成脱离，并能够与固定牙坎适配啮合，通过设置于井口的转盘转动钻杆能够带动壳体转动，并依次通过固定牙坎、滑动牙坎和钻头连接轴带动钻头转动，第一状态与第二状态能够相互切换。CN115680479ACN115680479A权利要求书1/2页1.具有双级压力锁止功能的井下主动离合器，包括：马达总成；连接在所述马达总成下端的离合器总成，所述离合器总成包括：壳体(3)；设置在所述壳体内的滑动牙坎(4)，所述滑动牙坎能够沿所述壳体的轴向运动；用于连接钻头的钻头连接轴(6)，所述钻头连接轴连接在所述滑动牙坎的下端，且与所述滑动牙坎形成周向固定；以及套装在所述钻头连接轴的外壁上的固定牙坎(7)，所述固定牙坎与所述壳体形成周向固定连接；其中，在第一状态下，所述滑动牙坎与所述马达总成形成周向固定连接，而与所述固定牙坎脱离，所述马达总成能够带动所述滑动牙坎转动，并通过所述钻头连接轴带动钻头转动，在第二状态下，所述滑动牙坎能够相对于所述外壳下行而与所述马达总成脱离，并能够与所述固定牙坎适配啮合，通过设置于井口的转盘转动钻杆能够带动所述壳体转动，并依次通过所述固定牙坎、所述滑动牙坎和所述钻头连接轴带动钻头转动，所述第一状态与所述第二状态能够相互切换。2.根据权利要求1所述的井下主动离合器，其特征在于，所述离合器总成还包括构造成中空的转子连接轴(1)，所述转子连接轴的上端与所述马达总成连接，所述滑动牙坎的上端延伸至所述转子连接轴的内部，在第一状态下，所述滑动牙坎与所述转子连接轴形成周向固定连接，所述马达总成能够在钻井液作用下带动所述转子连接轴转动，从而带动所述滑动牙坎转动，在第二状态下，所述滑动牙坎相对于所述转子连接轴下行而与所述转子连接轴能够相对转动，从而与所述马达总成脱离。3.根据权利要求2所述的井下主动离合器，其特征在于，所述离合器总成还包括套设有在所述滑动牙坎外壁上的压力锁定套(9)，所述滑动牙坎的外壁设有端面朝上的台阶，所述压力锁定套的下端面抵靠在所述台阶上，在所述滑动牙坎上还套设有弹性件(5)，所述弹性件的两端分别抵靠所述转子连接轴和所述压力锁定套，在第二状态下，所述弹性件能够驱动所述压力锁定套带动所述滑动牙坎相对于所述转子连接轴下行。4.根据权利要求3所述的井下主动离合器，其特征在于，所述压力锁定套的下端设有多个沿轴向部分延伸的泄压槽(901)，多个所述泄压槽在周向上均布，在所述壳体的内壁设有第二锁定密封件(301)，在第一状态下，所述泄压槽处于所述第二锁定密封件的径向内侧，在第二状态下，所述压力锁定套的外壁与所述壳体的内壁通过所述第二锁定密封件形成密封。5.根据权利要求1到4所述的井下主动离合器，其特征在于，所述滑动牙坎的外壁设有第一锁定密封件(404)，所述滑动牙坎通过所述第一锁定密封件能够与所述壳体的内壁面形成密封。6.根据权利要求3或4所述的井下主动离合器，其特征在于，所述壳体的侧壁上设有传2CN115680479A权利要求书2/2页压孔(303)，在所述壳体与所述滑动牙坎之间形成有径向空间，所述压力锁定套和所述弹性件均布置在所述径向空间内，所述径向空间通过所述传压孔与井筒环空连通。7.根据权利要求2所述的井下主动离合器，其特征在于，在所述滑动牙坎的外壁设有第一扭矩传递接合面(402)，在所述转子连接轴的内壁设有第二扭矩传递接合面(102)，在第一状态下，所述第一扭矩传递接合面与所述第二扭矩传递接合面适配接合，在第二状态下，所述第一扭矩传递接合面与所述第二扭矩传递接合面脱离。8.