[发明专利]一种正反螺杆串联驱动的扭矩平衡动力钻具

权利要求书

1.一种正反螺杆串联驱动的扭矩平衡动力钻具，包括上螺杆总成、下螺杆总成和钻头总成，其特征在于：

上螺杆总成下端连接下螺杆总成，下螺杆总成下端连接钻头总成；上螺杆总成的螺杆旋向与下螺杆总成的螺杆旋向相反；上螺杆总成的转子相对于上螺杆总成定子的转速，小于下螺杆总成的转子相对于下螺杆总成定子转速；

上螺杆总成的传动轴，连接下螺杆总成的壳体，并带动下螺杆总成旋转；

钻头总成包括外钻头和内钻头，外钻头与下螺杆总成的壳体连接，内钻头与下螺杆总成的传动轴连接。

2.根据权利要求1所述一种正反螺杆串联驱动的扭矩平衡动力钻具，其特征在于：为防止钻柱和井下工具倒扣，通过内钻头和外钻头形状和尺寸设计，控制破岩对外钻头产生的反扭矩与内钻头的反扭矩不相等，保持外钻头的反扭矩与内钻头的反扭矩抵消后的残余扭矩方向为钻柱紧扣方向。

3.根据权利要求1所述一种正反螺杆串联驱动的扭矩平衡动力钻具，其特征在于：上螺杆总成与下螺杆总成之间设置转接总成，转接总成包括转接套和转接头；转接套整体为圆筒形，转接套上端与上螺杆总成下端的壳体连接；转接头整体为圆筒形，转接头上端插入转接套内并与上螺杆总成的传动轴连接，转接头下端与下螺杆总成的壳体连接；转接头与转接套之间周向活动连接并设置密封。

4.根据权利要求1所述一种正反螺杆串联驱动的扭矩平衡动力钻具，其特征在于：外钻头整体为圆筒形，外钻头安装到下螺杆总成的壳体下端位置。

5.根据权利要求1所述一种正反螺杆串联驱动的扭矩平衡动力钻具，其特征在于：还包括旁通总成，旁通总成包括阀体、阀芯、弹簧、阀套；阀体上端连接上端管柱，阀体下端连接上螺杆总成壳体；阀套整体为圆筒形，阀套设置在阀体内；阀芯整体为圆筒形，阀芯设置于阀体内并置于阀套上方位置；阀芯和阀套之间设置弹簧；阀芯中间位置设置径向通孔，阀体在阀芯对应位置设置径向通孔；阀体的径向通孔设置筛板、挡板并用卡簧固定。

6.根据权利要求1所述一种正反螺杆串联驱动的扭矩平衡动力钻具，其特征在于：上螺杆总成从上到下依次包括上防掉总成、上马达总成、上万向轴总成、上传动轴总成；

上防掉总成包括上防掉接头、上防掉锁母、上防掉连杆；上防掉接头下端连接上马达总成；上防掉接头内设置上防掉锁母，上防掉锁母直径大于上防掉接头下端通孔直径；上防掉连杆的上端连接上防掉锁母，上防掉连杆的下端连接上马达总成的转子；

上马达总成包括上转子、上衬套、上定子壳体；上定子壳体上端连接上防掉接头，下端连接上连接轴壳体；上定子壳体内设置上衬套，上衬套内安装上转子；

上万向轴总成包括上连接轴、上连接轴壳体、上水冒；上连接轴壳体上端连接上定子壳体，上连接轴壳体下端连接上传动轴壳体；上连接轴是万向轴或者为挠性轴，上连接轴上端连接上转子，上连接轴下端连接上水冒；上水冒整体为圆筒形，并设置侧面流道，所述侧面流道将钻井液导入到上传动轴内腔；

上传动轴总成包括TC轴承A、串轴承A、上传动轴壳体、TC轴承B、上传动轴；上传动轴壳体上端连接上连接轴壳体；上传动轴上端连接上水冒；上传动轴与上传动轴壳体之间设置串轴承A，串轴承A上端设置TC轴承A，串轴承A下端设置TC轴承B。

7.根据权利要求1所述一种正反螺杆串联驱动的扭矩平衡动力钻具，其特征在于：下螺杆总成从上到下依次包括下防掉总成、下马达总成、下万向轴总成、下传动轴总成；

下防掉总成包括下防掉接头、下防掉锁母、下防掉连杆；下防掉接头下端连接下马达总成；下防掉接头内设置下防掉锁母，下防掉锁母直径大于下防掉接头下端通孔直径；下防掉连杆的上端连接下防掉锁母，下防掉连杆的下端连接下马达总成的转子；

下马达总成包括下转子、下衬套、下定子壳体；下定子壳体上端连接下防掉接头，下端连接下连接轴壳体；下定子壳体内设置下衬套，下衬套内安装下转子；

下万向轴总成包括下连接轴、下连接轴壳体、下水冒；下连接轴壳体上端连接下定子壳体，下连接轴壳体下端连接下传动轴壳体；下连接轴是万向轴或者为挠性轴，下连接轴上端连接下转子，下连接轴下端连接下水冒；下水冒整体为圆筒形，并设置侧面流道，所述侧面流道将钻井液导入到下传动轴内腔；

下传动轴总成包括TC轴承C、串轴承B、下传动轴壳体、TC轴承D、下传动轴；下传动轴壳体上端连接下连接轴壳体；下传动轴为中空管状结构，下传动轴上端连接下水冒；下传动轴与下传动轴壳体之间设置串轴承B，串轴承B上端设置TC轴承C，串轴承B下端设置TC轴承D。