定向钻进钻柱旋转控制器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115387729A(43)申请公布日2022.11.25(21)申请号202210924529.7E21B17/042(2006.01)(22)申请日2022.08.02(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号申请人四川谐铭科技有限公司(72)发明人田家林宋豪林杨应林任堰牛杨琳张哲何波李俊魏鈺查磊(74)专利代理机构重庆纵义天泽知识产权代理事务所(普通合伙)50272专利代理师舒梦来(51)Int.Cl.E21B7/04(2006.01)E21B17/046(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称定向钻进钻柱旋转控制器(57)摘要本发明涉及一种定向钻进钻柱旋转控制器，包括：反扭矩平衡模块，TC轴承挡圈，上TC轴承，上部推力球轴承，上哈佛环，中间密封挡圈，上芯轴，上外壳，旋转控制筒，上部弹簧，花键外壳，花键套，花键芯轴，下外壳，弹簧推套，下部弹簧，浮动活塞，下芯轴，闷头，下部推力球轴承，下哈佛环，下TC轴承，转换接头，防掉接头，下接头，控制销钉。花键套在旋转控制筒的作用下可实现花键芯轴与花键外壳的“啮合”与“脱离”，进一步控制定向钻进钻柱旋转控制器的复合钻进状态与滑动钻进状态的转换；所述花键芯轴、花键外壳与花键套“啮合”时，反扭矩平衡模块不承受反扭矩；所述花键芯轴、花键外壳与花键套“脱离”时，由反扭矩平衡模块中的滚柱外壳承受反扭矩。CN115387729ACN115387729A权利要求书1/2页1.定向钻进钻柱旋转控制器，其特征在于：包括上接头（1），耐磨环（2），滚柱外壳（3），外壳接头（4），TC轴承挡圈（5），上TC轴承（6），上部推力球轴承（7），上哈佛环（8），中间密封挡圈（9），上芯轴（10），上外壳（11），旋转控制筒（12），上部弹簧（13），花键外壳（14），花键套（15），花键芯轴（16），下外壳（17），弹簧推套（18），下部弹簧（19），浮动活塞（20），下芯轴（21），闷头（22），下部推力球轴承（23），下哈佛环（24），下TC轴承（25），转换接头（26），防掉接头（27），下接头（28），滚柱（29），滚柱弹簧（30），弹簧底座（31），控制销钉（32）；上接头（1）、耐磨环（2）、滚柱外壳（3）、滚柱（29）、滚柱弹簧（30）、弹簧底座（31）、外壳接头（4）共同组成反扭矩平衡模块；TC轴承挡圈（5）、上TC轴承（6）、上部推力球轴承（7）、上哈佛环（8）、中间密封挡圈（9）组成上部轴承模块，下部推力球轴承（23）、下哈佛环（24）、下TC轴承（25）组成下部轴承模块；旋转控制筒（12）、上部弹簧（13）、控制销钉（32）组成控制筒模块，控制筒模块与上外壳（11）组装成上外壳组件；花键外壳（14）、花键套（15）、花键芯轴（16）组成花键组模块；下外壳（17）、弹簧推套（18）、下部弹簧（19）组成下部弹簧模块；定向钻进钻柱旋转控制器各模块的组装关系为反扭矩平衡模块下接上部轴承模块，上部轴承模块下接控制筒模块，上外壳（11）内接上部轴承模块、控制筒模块、上芯轴（10），上芯轴（10）外接上部轴承模块、控制筒模块，控制筒模块下接花键组模块，花键组模块下接下部弹簧模块、上接上外壳（11），下部弹簧模块内接浮动活塞（20）、闷头（22）、下芯轴（21）、下部轴承模块，下芯轴（21）外接浮动活塞（20）、闷头（22）、下部轴承模块，下部轴承模块下接转换接头（26），转换接头（26）下接防掉接头（27），防掉接头（27）下接下接头（28）；所述花键组模块中，花键芯轴（16）可将上部驱动的扭矩传递到花键套（15），花键套将扭矩传递给花键外壳（14），花键套（15）在旋转控制筒（12）的作用下可实现花键芯轴（16）与花键外壳（14）的“啮合”与“脱离”，从而起到传递或隔断上部驱动扭矩的作用，进一步控制定向钻进钻柱旋转控制器的复合钻进状态与滑动钻进状态的转换；所述花键芯轴（16）、花键外壳（14）与花键套（15）“啮合”时，定向钻进钻柱旋转控制器复合钻进，反扭矩平衡模块不承受反扭矩；所述花键芯轴（16）、花键外壳（14）与花键套（15）“脱离”时，定向钻进钻柱旋转控制器滑动钻进，反扭矩平衡模块承受反扭矩。2.根据权利要求1所述的定向钻进钻柱旋转控制器，其特征在于：所述的反扭矩平衡模块中的滚柱（29）、滚柱弹簧（30）、弹簧底座（31）组成平衡模块，且在滚柱外壳（3）内呈120°均布，滚柱外壳（3）在破岩过程中起承受反扭矩的作用。3.根据权利要求1所述的定向钻进钻柱旋转控制器，其特征在于：所述的上轴承模块与下轴承模块可以将定向钻进钻柱旋转控制器的外壳与芯轴之间的转动隔开，实现外壳与芯轴的独