[发明专利]一种具有提高钻柱延伸能力的井下动力钻具

摘要

本发明公开了一种具有提高钻柱延伸能力的井下动力钻具，包括上止推接头、上锥形卡箍、套筒、滚轮、滚轮定位内衬、传动机构、蜗杆芯轴、下止推接头、下锥形卡箍和导流槽等组成。上止推接头与蜗杆芯轴螺纹连接传递钻进扭矩和轴向压力，同时配合套筒和下止推接头与安装动密封机构的上下锥形卡箍形成卡紧机构，上下锥形卡箍通过键槽卡死三组配合套筒。蜗杆芯轴与按相位角120°分布的三组六个蜗轮啮合，通过蜗轮蜗杆机构、传动机构单向传递扭矩于滚轮，形成轴向牵引机构。旋转钻进时，钻柱带动轴向牵引机构向前运动，套筒不转动，牵引钻柱轴向延伸。本发明具有提高大位移井或水平井钻柱延伸能力、减摩降阻的效能。

主权项

一种具有提高钻柱延伸能力的井下动力钻具，其特征在于，包括上止推接头（1）、上锥形卡箍（2）、导流槽（3）、套筒（4）、下锥形卡箍（5）、下止推接头（6）、盖板（7）、滚轮定位内衬（8）、滚轮（9）、左斜齿轮（10）、右斜齿轮（11）、伞齿轮（12）、从动旋转套筒固定支架（13）、从动旋转套筒（14）、主动旋转套筒（15）、主动旋转套筒固定支架（16）、蜗轮（17）、隔板（18）、弹簧（19）、伸缩芯轴（20）、挡板（21）、蜗杆芯轴（22）；从动旋转套筒（14）一端固定伞齿轮（12），一端通过带坡度的楔形齿与主动旋转套筒（15）啮合，并安装于伸缩芯轴（21）上；主动旋转套筒（15）另一端安装蜗轮（17），用隔板（18）固定，弹簧（19）安装于伸缩芯轴（21）上且位于隔板（18）和挡板（21）之间，通过挡板（21）固定弹簧（19），并能够调节弹簧（19）压缩强度；将从动旋转套筒固定支架（13）和主动旋转套筒固定支架（16）分别扣入从动旋转套筒（14）和主动旋转套筒（15）的凹槽中，固定于套筒（4）内，实现主动旋转套筒（15）顺时针旋转，从动旋转套筒（14）、伞齿轮（12）、伸缩芯轴（21）按右手规则轴向移动一段距离后，与主动旋转套筒（15）一起顺时针旋转；蜗轮（17）与蜗杆芯轴（22）通过蜗杆芯轴（22）上的螺旋齿啮合，将钻柱钻进时的旋转能量部分转换成工具轴向牵引力；蜗杆芯轴（22）转动带动蜗轮（17）转动，蜗轮（17）通过主动旋转套筒（15）将从动旋转套筒（14）轴向推出，让伞齿轮（12）与左斜齿轮（10）和右斜齿轮（11）啮合并转动，同时将动力传递到左斜齿轮（10）和右斜齿轮（11），最后经过传动轴带动滚轮（9）转动，牵引钻柱前进，该组合机构具有单向伸缩和单向传递扭矩的功能。