[发明专利]一种提高定向造斜段机械钻速的装置与方法

摘要

本发明涉及一种定向造斜提速装置及其使用方法。本发明提速装置由扭力调整短节、卡臂短节和消扭短节组成。扭力调整短节中的上传动件和下传动件通过扭力锁止件实现同步连接与断开。该装置安装于动力钻具组合中钻铤的上方。采用投球憋压启动扭力调整短节，调整扭力锁止件，切断转盘扭矩向钻头的传递。同时，双向推力球轴承组合继续保持钻压向钻头的传递。增大泵压，卡臂短节向外伸出卡臂卡住井壁，配合消扭短节使卡臂短节及其下部钻具组合形成对井壁位置的相对固定，保证井斜方位角不变化。本发明结构紧凑、操作方便，可彻底解决定向造斜段机械钻速慢的问题。

主权项

定向造斜提速装置由扭力调整短节、卡臂短节和消扭短节组成；扭力调整短节包括扭力短节壳体（1）、圆柱销（2）、上传动件（3）、下传动件（12）、扭力锁止件（6）、球座（4）、双向推力球轴承（9）、螺钉销（5）、卡销（11）、卡销孔塞（10）、卡销弹簧（7）、上复位弹簧（8）、安装接头（13）和安装孔塞（23）；圆柱销（2）一端与上传动件（3）采用过盈配合安装，另一端安装在扭力短节壳体（1）对应的圆柱销（2）安装孔中；上传动件（3）和下传动件（12）为内花键结构，扭力锁止件（6）为外花键结构并在上复位弹簧（8）的作用下，实现对上传动件（3）与下传动件（12）的相对锁止；下传动件（12）与上传动件（3）之间安装有双向推力球轴承（9）；下传动件（12）内部设有扭力锁止件（6）限位台阶和上复位弹簧（8）安装台阶，上端安装有用以对扭力锁止件（6）进行限位的卡销组件，下端设有安装槽（23），安装接头（13）在对应位置处设有安装孔与安装孔塞（24）；卡销组件包括卡销（11）、卡销弹簧（7）、卡销孔塞（10）；扭力锁止件（6）与球座（4）通过螺钉销（5）实现安装定位；下传动件（12）与安装接头（13）之间安装有双向推力球轴承（9）；卡臂短节包括心轴（17）、心轴帽（14）、导向滑块（15）、径向卡臂（16）、卡臂短节壳体（18）、下复位弹簧（19）、弹簧座（20）、上接头短节（21）和调整套（37）；心轴帽（14）通过螺纹与心轴（17）连接，导向滑块（15）安装在心轴（17）上，通过心轴帽（14）、调整套（37）和心轴台阶实现定位；径向卡臂（16）通过梯形导向滑槽（22）与导向滑块（15）连接并实现相对运动；心轴（17）下端安装有弹簧，弹簧下端紧压在弹簧座（20）上；上接头短节（21）通过螺纹与卡臂短节壳体（18）连接；消扭短节包括碟簧（25）、垫片（26）、推力球轴承（27）、换向器外壳（28）、换向器内轴（29）、滚珠（30）、底封（31）和下接头短节（32）和液力锁止销组件；液力锁止销组件包括封盖（33）、液动锁销（35）、液力锁止销组件弹簧（34）；换向器外壳（28）通过螺纹与上接头短节（21）连接；碟簧（25）、推力球轴承（27）紧压在换向器内轴（29）上；换向器内轴（29）与换向器外壳（28）通过台阶实现安装限位；消扭短节周向上均布有3个液力锁止销组件，液动锁销（35）在液力锁止销组件弹簧（34）回复力的作用下，伸入到换向器内轴（29）的对应的键槽中；封盖（33）通过螺纹安装在换向器外壳（28）上，并开设有呼吸孔（36）；底封（31）通过螺纹安装在换向器外壳（28）下端；下接头短节（32）通过螺纹安装在换向器内轴（29）上；换向器内轴（29）下端设有安装槽（23），底封（31）在对应位置处设有安装孔与安装孔塞（24）。