具有螺旋锁止功能的钻具传动主动离合器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115680478A(43)申请公布日2023.02.03(21)申请号202110854792.9E21B4/02(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)发明人曾义金陈武君程光明郑德帅崔晓杰赵晨熙胡亮(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7页附图5页(54)发明名称具有螺旋锁止功能的钻具传动主动离合器(57)摘要本发明提供一种具有螺旋锁止功能的钻具传动主动离合器，包括：马达总成；连接在马达总成下端的离合器总成，其包括：壳体，在壳体的内壁设有第一反向螺旋；设置在壳体内的滑动牙坎，在滑动牙坎的外壁设有第二反向螺旋，第二反向螺旋能够与第一反向螺旋适配；钻头连接轴；以及固定牙坎；第一状态下，马达总成带动滑动牙坎转动而驱动钻头转动，第二反向螺旋处于第一反向螺旋的上端而对滑动牙坎形成轴向向上的锁止，第二状态下，滑动牙坎与马达总成脱离而与固定牙坎适配啮合，通过设置于井口的转盘转动钻杆而驱动钻头转动，第二反向螺旋处于第一反向螺旋的下端而对滑动牙坎形成轴向向下的锁止，第一状态与第二状态能够相互切换。CN115680478ACN115680478A权利要求书1/2页1.具有螺旋锁止功能的钻具传动主动离合器，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)，在所述壳体的内壁设有第一反向螺旋(301)；设置在所述壳体内的滑动牙坎(4)，在所述滑动牙坎的外壁设有第二反向螺旋(404)，所述第二反向螺旋能够与所述第一反向螺旋适配，通过转动所述滑动牙坎能够使其相对于所述壳体轴向运动；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，进而通过所述钻头连接轴带动钻头转动，所述第二反向螺旋处于所述第一反向螺旋的上端而对所述滑动牙坎形成轴向向下的锁止，在第二状态下，所述滑动牙坎下行而与所述马达总成脱离，并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，所述第二反向螺旋处于所述第一反向螺旋的下端而对所述滑动牙坎形成轴向向上的锁止，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所述的钻具传动主动离合器，其特征在于，在所述滑动牙坎上还套设有弹性件，所述滑动牙坎的外壁设有端面朝上的台阶，所述弹性件的两端分别抵靠所述转子连接轴和所述台阶，在第二状态下，所述弹性件能够驱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所述的钻具传动主动离合器，其特征在于，所述壳体的侧壁上设有传压孔(303)，在所述壳体与所述滑动牙坎之间形成有径向空间，所述弹性件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。5.根据权利要求2所述的钻具传动主动离合器，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。6.根据权利要求5所述的钻具传动主动离合器，其特征在于，在所述滑动牙坎的下端内2CN115680478A权利要求书2/2页壁设有第三扭矩传递接合面(406)，在所述钻头连接轴的外壁设有第四扭矩传递接合面(601)，所述第三扭矩传递接合面与所述第四扭矩传递接合面适配接合，从而使所述钻头连接轴与所述滑动牙坎形成周向固定连接。7.根据权利要求5或6所述的钻具传动主动离合器，其特征在于，所述滑