[发明专利]一种双钻头井底扭矩自平衡重建机构

说明书

本发明公开了一种双钻头井底扭矩自平衡重建机构，属于钻井工程井下工具技术领域，包括内钻头组件、动力传输组件和夹持固定组件；利用普通扭矩电机工作时内外转子存在相互逆向回转的特性，通过动力传输组件中的微电机提供动力经过一系列传动部件，使伸出舌向外伸出内钻头组件的取心筒与孔壁固定。当伸出舌与孔壁之间的扭矩大于外钻头与孔壁之间的扭矩时，外钻头解卡开始旋转钻进，提高钻进效率，减少施工周期。

技术领域

本发明涉及钻井工程井下工具技术领域，特别是涉及一种双钻头井底扭矩自平衡重建机构。

背景技术

在钻井和钻探过程中，钻柱受到的回转扭矩很大，主要来自于钻头回转碎岩、井壁或孔壁摩擦、井内泥浆阻力等，在巨大的反扭力作用下钻柱变形严重，成螺旋状，且井越深变形越大。同时，在回转中钻柱与井壁碰撞摩擦，磨损和交变载荷作用极易使钻杆柱提前损坏，导致断钻具等井内事故的发生，给整个工程带来巨大损失。很明显，钻具在井内回转和碎岩产生的反扭矩危害到整个钻柱和地面设备，也导致了成井质量差、钻井周期长、钻井成本高等一系列不良后果。为此，国内外本领域专家想方设法降低钻柱对井壁的扰动，其中一些研究人员对扭矩平衡钻具系统进行了相关的研究，但由于使用扭矩电机驱动钻具时无法调节钻压，无法实现钻进过程扭矩的自平衡，故相继失败了。而现有技术中提出了“一种井下扭矩自平衡有缆钻具系统”，详见专利公告号CN106761480B，从根本上解决了前人研究中所遇到的这个瓶颈。

然而，目前“一种井下扭矩自平衡有缆钻具系统”也有不足的地方，当这套钻具系统在起钻后更换新钻头后，由于新外钻头在公差范围内，其外径较更换的旧外钻头外径大，可能会导致钻具系统无法顺畅下入到井底而与井壁产生较大的侧面回转摩擦阻力，与此同时，内钻头还不能达到井底而无法产生负载，故而内、外钻头失去了扭矩平衡的条件。因此，设计一种双钻头井底扭矩自平衡重建机构，对于“一种井下扭矩自平衡有缆钻具系统”的完善起到十分重要的作用。

发明内容

本发明的目的是提供了一种双钻头井底扭矩自平衡重建机构，其适配于背景技术中所述的井下扭矩自平衡有缆钻具系统，主要用于解决外钻头与孔壁间摩擦扭矩过大，外钻头无法回转，导致内钻头扭矩无法被抵消，系统失去扭矩平衡的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种双钻头井底扭矩自平衡重建机构，其特征在于，包括：内钻头组件、动力传输组件和夹持固定组件；

所述内钻头组件包括内钻头、取心筒、岩心防磨环、岩心防磨轴承内限位环、岩心防磨轴承外限位环、传动轴接头和岩心防磨轴承，且内钻头的中心轴线、取心筒的中心轴线、岩心防磨环的中心轴线、岩心防磨轴承内限位环的中心轴线、岩心防磨轴承外限位环的中心轴线、传动轴接头的中心轴线和岩心防磨轴承的中心轴线位于同一直线上；内钻头位于取心筒的下方，钻头与取心筒通过第一固定螺母紧固连接；取心筒为凸字形且内部中空，取心筒的侧壁上沿周向均匀开设有形状与伸出舌形状匹配的通孔，用于供伸出舌伸出或缩回取心筒内部，取心筒的侧壁内自最顶端到所述通孔开有两道沿取心筒轴向设置的圆形通孔，分别为取心筒第一圆形通孔、取心筒第二圆形通孔；所述岩心防磨环、岩心防磨轴承外限位环、岩心防磨轴承、岩心防磨轴承内限位环以及传动轴接头按照从外向内的顺序安装于取心筒的内部，且岩心防磨环的顶部与取心筒的内顶壁接触，岩心防磨轴承内限位环、岩心防磨轴承以及岩心防磨轴承外限位环按照从下到上的顺序安装在岩心防磨环内部；传动轴接头为中空结构，传动轴接头的上部延伸出取心筒，传动轴接头通过第二固定螺母与取心筒固定连接，同时传动轴接头的下端通过径向安装的内限位环固定螺母与岩心防磨轴承内限位环固定连接；