[实用新型]无钻机自平衡回转振动耦合碎岩钻进系统

权利要求书

1.无钻机自平衡回转振动耦合碎岩钻进系统，其特征在于：包括内外钻头扶正无油轴承(2)、内钻头回转下密封件(5)、内钻头下导正机构(6)、内钻头上导正机构(8)、内钻头高频振动器(9)、内钻头传压隔扭机构(10)、钻井液过度通道轴(14)、缆管钻井液管(15)、缆管外管(16)、外钻头传压隔扭机构(20)、外钻头高频振动器(21)、内外钻头电机组接头(24)、内钻头回转电机组上接头(25)、内钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体(26)、钻压分配周向限位件(27)、钻压调分配电机上接头(28)、钻压分配执行机构接头(29)、随钻钻井液循环泵组(30)、随钻电器元件和传感控制器组(31)、内护套(32)、外护套(33)、随钻变压器组(34)、外护套上接头(35)、倒划眼组(36)、缆管固定接头(37)、下限位传感组(38)、上限位传感组(39)、外护套下接头(40)、内钻头驱动系统、外钻头驱动系统和钻压分配系统；

内钻头驱动系统包括内钻头(1)、岩芯筒(3)、内钻头传动轴(4)和内钻头回转电机组(7)；

所述的内钻头(1)、内外钻头扶正无油轴承(2)、岩芯筒(3)和内钻头传动轴(4)下端依次固定连接，岩芯筒(3)通过内外钻头扶正无油轴承(2)与外钻头外管(18)滑动连接，内钻头传动轴(4)穿过外钻头回转电机组(23)后与内钻头回转电机组(7)的转子滑键连接；

内钻头下导正机构(6)包括内钻头下导正机构上轴承限位盖(601)、内钻头下导正机构导正上轴承(602)、内钻头下导正机构导正套(603)、内钻头下导正机构导正下轴承(604)和内钻头下导正机构下轴承限位盖(605)，内钻头下导正机构上轴承限位盖(601)和内钻头下导正机构下轴承限位盖(605)与内外钻头电机组接头(24)固定连接，内钻头下导正机构上轴承限位盖(601)的内圈压紧内钻头下导正机构导正上轴承(602)外圈，内钻头下导正机构下轴承限位盖(605)的内圈压紧内钻头下导正机构导正下轴承(604)外圈；所述内钻头下导正机构导正套(603)的上下端面分别与内钻头下导正机构导正上轴承(602)的内圈和内钻头下导正机构导正下轴承(604)的内圈压紧固定；

内钻头回转电机组(7)包括内钻头回转电机一(701)、内钻头回转电机一外壳(702)、内钻头回转电机外壳接头(703)、内钻头回转电机二(704)和内钻头回转电机二外壳(705)，内钻头回转电机一外壳(702)、内钻头回转电机外壳接头(703)和内钻头回转电机二外壳(705)顺次固定连接；内钻头回转电机一外壳(702)上端面与内钻头回转电机组上接头(25)固定连接；内钻头回转电机二外壳(705)下端面与内外钻头电机组接头(24)固定连接，内钻头回转电机一(701)放置于内钻头回转电机一外壳(702)内并与内钻头回转电机组上接头(25)和内钻头回转电机外壳接头(703)固连；所述内钻头回转电机二(704)放置于内钻头回转电机二外壳(705)内并与内钻头回转电机外壳接头(703)和内外钻头电机组接头(24)固连；所述内钻头回转电机一(701)的转子和内钻头回转电机二(704)的转子与内钻头传动轴(4)滑键配合，把扭矩传递给内钻头(1)；

内钻头上导正机构(8)包括内钻头上导正机构导正上轴承(801)、内钻头上导正机构导正套(802)、内钻头上导正机构导正下轴承(803)和内钻头上导正机构下轴承限位盖(804)，所述内钻头上导正机构导正套(802)的上下端面分别与内钻头上导正机构导正上轴承(801)内圈和内钻头上导正机构导正下轴承(803)的内圈压紧固定；所述内钻头上导正机构导正上轴承(801)的外圈与下限位传感组(38)下端固定连接；所述内钻头上导正机构下轴承限位盖(804)的内圈与内钻头上导正机构导正下轴承(803)的外圈固定连接，内钻头上导正机构下轴承限位盖(804)的外圈与内钻头回转电机组上接头(25)固定连接；

内钻头高频振动器(9)包括内钻头高频振动器固定螺帽(901)、内钻头高频振动器上轴承(902)、内钻头高频振动器上盖(903)、第一振动器(904)、内钻头高频振动器下盖(905)和内钻头高频振动器下轴承(906)，所述内钻头高频振动器固定螺帽(901)与内钻头传动轴(4)螺纹连接，所述内钻头高频振动器上轴承(902)的外圈、内钻头高频振动器上盖(903)、第一振动器(904)、内钻头高频振动器下盖(905)、内钻头高频振动器下轴承(906)的外圈顺次配合压紧至内钻头传动轴(4)的外台阶上；所述内钻头高频振动器上盖(903)和内钻头高频振动器下盖(905)与内钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体(26)滑键配合；

内钻头传压隔扭机构(10)包括内钻头承压不回转轴(1001)、机械密封支撑(1002)、内钻头机械密封(1003)、内钻头传压隔扭机构外套(1004)、内钻头传压隔扭机构固定螺帽(1005)、内钻头传压隔扭机构上轴承(1006)、内钻头传压隔扭机构导正套(1007)、内钻头传压隔扭机构下轴承(1008)和内钻头传压隔扭机构下轴承压盖(1009)，所述内钻头承压不回转轴(1001)、机械密封支撑(1002)、内钻头传压隔扭机构外套(1004)和内钻头传压隔扭机构下轴承压盖(1009)顺次固定连接，机械密封支撑(1002)、内钻头传压隔扭机构外套(1004)和内钻头传压隔扭机构下轴承压盖(1009)与内钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体(26)内壁间隙配合；机械密封支撑(1002)与内钻头机械密封(1003)静止部分密封配合并固定；内钻头机械密封(1003)转动部分与内钻头传动轴(4)上端密封配合并固定；所述内钻头传压隔扭机构固定螺帽(1005)与内钻头传动轴(4)螺纹连接，内钻头传压隔扭机构固定螺帽(1005)与内钻头传压隔扭机构外套(1004)间隙配合，所述内钻头传压隔扭机构上轴承(1006)外圈与内钻头传压隔扭机构外套(1004)压紧配合，内钻头传压隔扭机构上轴承(1006)内圈与内钻头传压隔扭机构导正套(1007)和内钻头传压隔扭机构下轴承(1008)内圈顺次压紧配合；所述内钻头传压隔扭机构下轴承(1008)外圈与内钻头传压隔扭机构下轴承压盖(1009)内圈压紧配合，内钻头传压隔扭机构下轴承压盖(1009)下端与下限位传感组(38)上端固定连接；

钻压分配系统包括钻压调压分配电机(12)和钻压分配执行机构(13)；

钻压分配执行机构(13)包括调压过度固定接头(1301)、调压电机过渡接头(1302)、钻压传感器(1303)、钻压分配执行机构传压隔扭上轴承(1304)、调压过度接头扶正套(1305)、调压扶正件(1306)、钻压分配执行机构传压隔扭下轴承(1307)和钻压分配轴(1308)，所述调压过度固定接头(1301)分别与调压电机过渡接头(1302)和钻压传感器(1303)固定连接，调压电机过渡接头(1302)上端与钻压分配执行机构接头(29)下端固定连接，所述钻压传感器(1303)的下端与调压过度接头扶正套(1305)固定连接；所述调压过度接头扶正套(1305)的内侧与钻压分配执行机构传压隔扭上轴承(1304)外圈和钻压分配执行机构传压隔扭下轴承(1307)外圈过盈配合；所述钻压分配执行机构传压隔扭上轴承(1304)内圈、调压扶正件(1306)和钻压分配执行机构传压隔扭下轴承(1307)内圈顺次压紧配合；所述调压扶正件(1306)与钻压分配轴(1308)固定连接；所述钻压分配轴(1308)的外壁与钻压调压分配电机(12)的转子滑键配合，所述钻压分配轴(1308)的内壁与内钻头承压不回转轴(1001)螺纹丝杠配合；

钻压调分配电机上接头(28)上下两端分别与调压电机过渡接头(1302)和钻压调压分配电机(12)定子固定连接，钻压调压分配电机(12)的下端通过钻压分配周向限位件(27)与内钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体(26)固定连接；上限位传感组(39)上下两端分别与钻压分配周向限位件(27)和内钻头承压不回转轴(1001)固定连接；

外钻头驱动系统包括外钻头(17)、外钻头外管(18)、外钻头变径接头(19)、外钻头传压隔扭机构高频振动器腔体(22)和外钻头回转电机组(23)；

所述的外钻头外管(18)上下两端分别连接有外钻头变径接头(19)与外钻头(17)，内钻头回转下密封件(5)置于内钻头传动轴(4)和外钻头变径接头(19)间；

外钻头回转电机组(23)包括外钻头回转电机一(2301)、外钻头回转电机一外壳(2302)、外钻头回转电机外壳接头(2303)、外钻头回转电机二(2304)、外钻头回转电机二外壳(2305)和外钻头传动轴(2306)，所述外钻头回转电机一外壳(2302)、外钻头回转电机外壳接头(2303)和外钻头回转电机二外壳(2305)顺次固定连接；所述外钻头回转电机一外壳(2302)上端面与内外钻头电机组接头(24)固定连接；所述外钻头回转电机二外壳(2305)下端面与外钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体(22)上端固定连接；所述外钻头回转电机一(2301)放置于外钻头回转电机一外壳(2302)内，并与内外钻头电机组接头(24)和外钻头回转电机外壳接头(2303)固定；所述外钻头回转电机二(2304)放置于外钻头回转电机二外壳(2305)内，并与外钻头回转电机外壳接头(2303)和外钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体(22)固定；所述外钻头传动轴(2306)外壁与外钻头回转电机一(2301)的转子和外钻头回转电机二(2304)的转子滑键连接，外钻头传动轴(2306)内壁与内钻头传动轴(4)间隙无接触式配合；

外钻头传压隔扭机构(20)包括外钻头传压隔扭机构固定螺帽(2001)、外钻头传压隔扭机构传压隔扭上轴承(2002)、外钻头传压隔扭机构导正套(2003)、外钻头传压隔扭机构传压隔扭下轴承(2004)、机械密封挡片(2005)、外钻头机械密封(2006)、机械密封压盖(2007)和耐磨滑垫(2008)，所述外钻头传压隔扭机构固定螺帽(2001)与外钻头变径接头(19)螺纹连接，外钻头传压隔扭机构传压隔扭上轴承(2002)内圈、外钻头传压隔扭机构导正套(2003)、外钻头传压隔扭机构传压隔扭下轴承(2004)内圈、机械密封挡片(2005)和外钻头机械密封(2006)被外钻头传压隔扭机构固定螺帽(2001)压合在机械密封压盖(2007)的内台阶上；所述外钻头传压隔扭机构传压隔扭上轴承(2002)外圈和外钻头传压隔扭机构传压隔扭下轴承(2004)外圈与外钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体(22)内壁过盈配合；所述外钻头机械密封(2006)的静止部分与机械密封压盖(2007)密封配合并固定，外钻头机械密封(2006)的转动部分与外钻头变径接头(19)密封配合并固定；机械密封压盖(2007)下端通过耐磨滑垫(2008)与外钻头变径接头(19)摩擦转动连接，机械密封压盖(2007)上端与外钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体(22)固连；

外钻头高频振动器(21)包括外钻头振动弹簧(2101)、外钻头振动器上支撑(2102)、外钻头振动器(2103)、外钻头振动器下支撑(2104)和传振隔扭轴承(2105)，所述外钻头振动弹簧(2101)上端放置在外钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体(22)的弹簧槽内并压紧配合，外钻头振动弹簧(2101)下端放置在外钻头振动器上支撑(2102)的弹簧槽内并压紧配合，外钻头振动弹簧(2101)下端依次抵触在压紧外钻头振动器上支撑(2102)、外钻头振动器(2103)、外钻头振动器下支撑(2104)、传振隔扭轴承(2105)至外钻头变径接头(19)设置的台阶上；所述传振隔扭轴承(2105)的外圈与外钻头振动器下支撑(2104)压紧配合，所述传振隔扭轴承(2105)内圈与外钻头变径接头(19)过盈配合；

随钻钻井液循环泵组(30)包括过度钻进液管上(3001)、旋涡阻断接头(3002)、钻进液增压接头(3003)、压力发生叶轮(3004)、叶轮座(3005)、循环电机传动轴扶正轴承(3006)、循环电机传动轴动静转换轴承(3007)、循环电机一壳体(3008)、循环电机一(3009)、循环电机传动轴动静转换上机械密封(3010)、循环电机传动轴动静转换下机械密封(3011)、循环电机传动轴(3012)、循环电机上接头(3013)、机封静支撑(3014)和过度钻进液管中(3015)，所述过度钻进液管上(3001)与旋涡阻断接头(3002)密封固定；所述旋涡阻断接头(3002)、钻进液增压接头(3003)、循环电机上接头(3013)、循环电机一壳体(3008)和钻压分配执行机构接头(29)顺次固定连接；所述压力发生叶轮(3004)、叶轮座(3005)和循环电机传动轴(3012)顺次固定连接；所述循环电机传动轴(3012)与循环电机一(3009)滑键配合；所述钻进液增压接头(3003)与循环电机传动轴扶正轴承(3006)的外圈过盈配合，所述叶轮座(3005)与循环电机传动轴动静转换上机械密封(3010)的转动部分和循环电机传动轴动静转换下机械密封(3011)的转动部分密封固定配合；所述循环电机传动轴动静转换上机械密封(3010)的静止部分与钻进液增压接头(3003)密封固定配合；所述循环电机传动轴动静转换下机械密封(3011)的静止部分与机封静支撑(3014)密封固定配合；所述循环电机传动轴动静转换轴承(3007)内圈与机封静支撑(3014)过盈配合，循环电机传动轴动静转换轴承(3007)外圈与循环电机传动轴(3012)过盈配合；

随钻电器元件和传感控制器组(31)为中空结构，放置于内护套(32)和外护套(33)的下部，并与内护套(32)和外护套(33)间隙配合；

随钻变压器组(34)为中空结构，放置于内护套(32)和外护套(33)的上部，并与内护套(32)和外护套(33)间隙配合；

所述的倒划眼组(36)固连在外护套上接头(35)上端。