[发明专利]转盘钻井用测转矩滚子方补心

说明书

本发明涉及矿业钻井及修井尤石油钻井的转盘钻井用测转矩滚子方补心。

矿业钻井及修井尤石油钻井的转盘钻井法，钻井工程需对输出的钻井转矩进行准确测量，这一直是钻井现场及设计人员的重要课题。在现有技术中，国际通用的转盘转矩测量仪，如现有石油钻机常用的测转矩方式为美国Martin-Decker公司的Hydro-MechRotary Torque Assembly，Series，FA9，是对驱动转盘的链条拉力进行测量，由于转盘的驱动链条的惯量、尺寸和长度存在较大的差异，所测得的转矩值只能是在一定范围内的相对值，这样的转矩仪的使用价值很有限。现场和设计人员力图设计出能测得准确转矩值的转矩仪，但由于测转矩机构的布置位置不当，因而一直未能制造出量度准确、使用寿命长的钻井转矩仪。

本发明的目的是根据转盘钻井法对准确测量钻井转矩的需求，针对现有转矩仪的结构和安装方式及其存在的缺点，提供一种便于安装测力机构和准确而可靠测量钻井转矩的转盘钻井用测转矩滚子方补心。

本发明的目的是通过将现有的测力机构布置安装在转盘钻井法常用的滚子方补心上而形成一种旋转钻机的新型部件——测转矩滚子方补心的技术方案实现的，这种测转矩滚子方补心既具有现有的滚子方补心功能，又具有新增的准确测量钻井转矩功能，从而解决了人们长期渴望解决的准确而可靠测量钻井转矩问题。

本发明与现有技术相比具有如下优点：不改变现有钻机结构；具有保护方钻杆的滚子方补心功能；具有准确而可靠测量钻井转矩功能；测力机构的安装、使用和维护简便；使用寿命长。

本发明采用了4个附图，其中

图1是本发明结构主视纵剖示意图；

图2是本发明结构俯视横剖示意图；

图3是本发明测力机构位置主视图；

图4是本发明测力机构位置俯视图。

本发明的技术内容通过下面的实施例及其附图进一步详加说明如下：

参照图1、图2和图4，本发明由滚子方补心(1)和测力机构(2)构成。现有的滚子方补心(1)是一个整体；其上部安装有滚轮(101)，滚轮(101)的个数与方钻杆(3)横截面多边形的边数相对应，一般为四个对应四边，四个滚轮(101)的外圆轮廓构成四方形包容了方钻杆(3)横截面四方形；其下部具有与转盘方瓦(4)相配合的圆锥面(102)  滚子方补心(1)通过其上部四个滚轮(101)的外圆轮廓构成的四方形空间套装在四方形方钻杆(3)上和通过其下部的圆锥面(102)安装在转盘方瓦(4)内。在本例中，滚子方补心经四个传动销(109)而由转盘方瓦(4)驱动，也可采用其他方式驱动。本发明的滚子方补心(1)已作了如下改变：滚子方补心(1)由上体(11)和下体(12)构成；上体(11)与下体(12)的联接满足只有一个转动自由度的联接条件；满足上体(11)和下体(12)联结条件的实施方法较多，现仅举一例如上体(11)具有圆柱面(103)或圆柱孔(104)，下体(12)则具有与之相配合的圆柱孔(104)或圆柱面(103)，圆柱面(103)与圆柱孔(104)为间隙转动配合，在圆柱面(103)与圆柱孔(104)之间采用环形槽(105)和滚珠(106)联接等。

参照图3和图4，本发明的滚子方补心(1)，其上体(11)具有多个凸耳(107)，其下体(12)则具有与之相对应的多个凸耳(108)；本发明的测力机构(2)由力传感器(21)及其联接件(22)构成，力传感器(21)用其联接件(22)安装在上体(11)和下体(12)之间，即安装在相对应的上体凸耳(107)和下体凸耳(108)上，力传感器(21)的轴线与滚子方补心(1)的转动轴心线之间具有一定的距离即力臂。