CN106522827A - 可实现不同传动比的井下调速装置 - Google Patents

可实现不同传动比的井下调速装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106522827A
CN106522827A CN201610990767.2A CN201610990767A CN106522827A CN 106522827 A CN106522827 A CN 106522827A CN 201610990767 A CN201610990767 A CN 201610990767A CN 106522827 A CN106522827 A CN 106522827A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing
rolling bearing
top connection
sun gear
upper shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610990767.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106522827B (zh
Inventor
田家林
杨毅
杨琳
朱志
李居瑞
林晓月
张堂佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongxing Sifeng Seafood Industry Co., Ltd
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201610990767.2A priority Critical patent/CN106522827B/zh
Publication of CN106522827A publication Critical patent/CN106522827A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106522827B publication Critical patent/CN106522827B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/006—Mechanical motion converting means, e.g. reduction gearings

Abstract

可实现不同传动比的井下调速装置，本发明公开了一种用于石油钻井等领域中的利用行星齿轮改变钻具转速的井下工具，其技术方案是：上接头、行星架短节、中心轴依次通过螺纹连接；上端盖、上壳体、太阳齿轮壳体和下端盖依次通过螺纹连接；开关活塞位于上壳体和上接头之间，并通过花键周向定位；上端盖、上壳体、太阳齿轮壳体和下端盖依次通过螺纹连接；滚动轴承c与行星齿轮轴之间、滚动轴承a与上接头之间和滚动轴b承与中心齿轮轴之间都采用过盈配合；串轴承通过中心轴的轴肩和承载接头实现轴向定位。本发明可以在两个传动比之间灵活切换，能实现不同井段不同转速的目的，可以减小水平井或斜井弯曲部分井壁与钻柱的摩擦，增强排屑，提高钻具寿命，提高钻井效率。

Description

可实现不同传动比的井下调速装置
技术领域
本发明涉及一种用于石油钻井、矿山开采、地质钻探等领域中具有变速功能的井下工具。
背景技术
近年来，随着我国工业的不断发展，石油、天然气的需求和开采量也日益增多。然而，为了缓解我国石油资源的短缺问题，人们开始向深井、超深井等环境条件严峻的领域进行石油开采。钻井作业时，钻具既要进行竖直方向作业，还需要水平或其他方向作业。当钻具处于竖直方向作业时，钻头与上部钻柱位于同一轴线，钻头连接在钻柱下端向下钻进，钻头能够接收足够的钻压进行钻井作业；而当钻具需要水平方向作业或偏离竖直方向的其它方向作业时，上部钻柱底端需要弯曲相应的角度。钻柱通常是通过地面输出的扭矩和旋转运动来实现自身的旋转，从而使整个钻柱以同样的速度旋转，然而相对较高的转速常常对钻柱中的某些部分是有益的(例如：临近钻头的部分，激动的泥浆能促进其更有效的排屑)。而高转速会加速井底钻柱的磨损(特别是斜井和水平井井段弯曲部分的钻柱)，大大降低其工作寿命；根据钻柱的结构特点，为了能使其安全有效的运行，常常会要给不同的井段以不同的转速。
基于此，本文提出可实现不同传动比的井下调速装置，利用行星齿轮系的基本原理，调节钻具转速，以达到为不同井段提供不同转速的目的，从而延长钻具寿命，提高钻井效率。
发明内容
本发明的目的是：为了解决在钻斜井以及水平井过程中出现的井段弯曲部分钻具磨损严重的问题，提高破岩效率，降低钻井成本，特提供一种可实现不同传动比的井下调速装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述的井下工具由上接头、上端盖、开关活塞、上壳体、定位楔、滚动轴承a、行星架短节、太阳齿轮壳体、行星齿轮、中心齿轮轴、TC轴承a、串轴承、中心轴、承载接头、下接头、下端盖、滚动轴承b、TC轴承b、滚动轴承c、轴承外挡圈、轴承内挡圈、顶杆、O型密封圈、限位键槽组成，其特征在于上接头、行星架短节、中心轴和承载接头依次通过螺纹连接；上端盖、上壳体、太阳齿轮壳体和下端盖依次通过螺纹连接；开关活塞位于上接头与上壳体之间，并通过上接头的花键周向定位，开关活塞周向开有梯形键槽，顶杆下端与开关活塞上的梯形键槽配合，顶杆上端与定位楔连接，上壳体径向设有4个均布的通孔，顶杆从通孔中穿过；滚动轴承a位于上接头和上壳体之间，并通过上接头和上壳体进行轴向定位；限位键槽位于上壳体和开关活塞之间，4个限位键槽沿上壳体的周向均匀分布；行星架短节位于上接头和中心齿轮轴之间，上端通过螺纹与上接头连接，下端通过螺纹与中心轴连接，行星架短节中间设有通孔，轴向设有6个均匀分布的通孔；行星齿轮位于中心齿轮轴和太阳齿轮壳体之间，行星齿轮轴端从行星架短节的通孔中穿过，并与通孔两端的滚动轴承c配合；滚动轴承b位于中心齿轮轴和太阳齿轮壳体之间，并通过中心齿轮轴和太阳齿轮壳体进行轴向定位；TC轴承a位于中心轴和中心齿轮轴之间；串轴承位于中心轴和中心齿轮轴之间，并通过承载接头进行轴向定位。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：(1)可实现不同传动比的井下调速装置能够提供两个不同的传动比，能实现不同传动比调速，以此来提高或者降低钻柱的转速；(2)可实现不同传动比的井下调速装置能够满足不同井段的转速要求，进而能够有效延长钻具寿命、提高钻井效率。
附图说明
图1为本发明所述的可实现不同传动比的井下调速装置的结构示意图。
图中：1-上接头、2-上端盖、3-开关活塞、4-上壳体、5-定位楔、6-滚动轴承a、7-行星架短节、8-太阳齿轮壳体、9-行星齿轮、10-中心齿轮轴、11-TC轴承a、12-串轴承、13-中心轴、14-承载接头、15-下接头、16-下端盖、17-滚动轴承b、18-TC轴承b、19-滚动轴承c、20-轴承外挡圈、21-轴承内挡圈、22-顶杆、23-O型密封圈。
图2为本发明钻具转速调节装工作状态的结构示意图。
图3为本发明图1中A-A面的截面图。
图4为本发明图1中B-B面的截面图。
图中：3-开关活塞、5-定位楔、22-顶杆、24-限位键槽。
图5为本发明图1中C-C面的截面图。
图6为本发明图4中D-D面的截面图。
图中：1-上接头、3-开关活塞、4-上壳体、24-限位键槽。
具体实施方式
根据附图所示，所述可实现不同传动比的井下调速装置，主要是由上接头、上端盖、开关活塞、上壳体、定位楔、滚动轴承a、行星架短节、太阳齿轮壳体、行星齿轮、中心齿轮轴、TC轴承a、串轴承、中心轴、承载接头、下接头、下端盖、滚动轴承b、TC轴承b、滚动轴承c、轴承外挡圈、轴承内挡圈、顶杆、O型密封圈、滑移键槽等组成，其特征在于组成，其特征在于上接头1、行星架短节7、中心轴13和承载接头14依次通过螺纹连接；上端盖2、上壳体4、太阳齿轮壳体8和下端盖16依次通过螺纹连接；开关活塞3位于上接头1与上壳体4之间，并通过上接头1的花键周向定位，开关活塞3周向开有梯形键槽，顶杆22下端与开关活塞3上的梯形键槽配合，顶杆22上端与定位楔5连接，上壳体4径向设有4个均布的通孔，顶杆22从通孔中穿过；滚动轴承a6位于上接头1和上壳体4之间，并通过上接头1和上壳体4进行轴向定位；限位键槽24位于上壳体4和开关活塞3之间，4个限位键槽24沿上壳体4的周向均匀分布；行星架短节7位于上接头1和中心齿轮轴10之间，上端通过螺纹与上接头1连接，下端通过螺纹与中心轴13连接，行星架短节7中间设有通孔，轴向设有6个均匀分布的通孔；行星齿轮9位于中心齿轮轴10和太阳齿轮壳体8之间，行星齿轮轴端从行星架短节7的通孔中穿过，并与通孔两端的滚动轴承c19配合；滚动轴承b17位于中心齿轮轴10和太阳齿轮壳体8之间，并通过中心齿轮轴10和太阳齿轮壳体8进行轴向定位；TC轴承a11位于中心轴13和中心齿轮轴10之间；串轴承12位于中心轴13和中心齿轮轴10之间，并通过承载接头14进行轴向定位。
工作过程中，当开关活塞3处于上位时，该工具处于第一种工作状态；此时，顶杆22的下端处于开关活塞3上梯形键槽的低位，顶杆22带动定位楔5处于收缩状态，其内表面与上壳体4贴合；上接头1与开关活塞3通过花键连接，工具上端的旋转运动和扭矩通过上接头1、开关活塞3、限位键槽24、上壳体4、太阳齿轮壳体8、行星齿轮9、中心齿轮轴10和下接头15传递给下端钻具；当可实现不同传动比的井下调速装置处于第二种工作状态时，开关活塞3处于下位，顶杆22的下端处于开关活塞3上梯形键槽的高位，顶杆22带动定位楔5处于伸开状态并与井壁卡紧；上接头1上的花键与开关活塞3上的花键配合脱离，工具上端的旋转运动和扭矩通过上接头1、行星架短节7、行星齿轮9、中心齿轮轴10和下接头15传递给下端钻具，此时可实现不同传动比的井下调速装置以第二种传动比工作；上接头1以转速n1转动，并带动行星架短节7以转速n1转动，行星架短节7带动中心轴13以转速n1转动，行星架短节7通过行星齿轮9带动中心齿轮轴10以转速n2转动，中心齿轮轴10带动下接头15以转速n2转动，从而实现变速。

Claims (3)

1.可实现不同传动比的井下调速装置，由上接头、上端盖、开关活塞、上壳体、定位楔、滚动轴承a、行星架短节、太阳齿轮壳体、行星齿轮、中心齿轮轴、TC轴承a、串轴承、中心轴、承载接头、下接头、下端盖、滚动轴承b、TC轴承b、滚动轴承c、轴承外挡圈、轴承内挡圈、顶杆、O型密封圈、限位键槽等组成，其特征在于上接头（1）、行星架短节（7）、中心轴（13）和承载接头（14）依次通过螺纹连接；上端盖（2）、上壳体（4）、太阳齿轮壳体（8）和下端盖（16）依次通过螺纹连接；开关活塞（3）位于上接头（1）与上壳体（4）之间，并通过上接头（1）的花键周向定位，开关活塞（3）周向开有梯形键槽，顶杆（22）下端与开关活塞（3）上的梯形键槽配合，顶杆（22）上端与定位楔（5）连接，上壳体（4）径向设有4个均布的通孔，顶杆（22）从通孔中穿过；滚动轴承a（6）位于上接头（1）和上壳体（4）之间，并通过上接头（1）和上壳体（4）进行轴向定位；限位键槽（24）位于上壳体（4）和开关活塞（3）之间，4个限位键槽（24）沿上壳体（4）的周向均匀分布；行星架短节（7）位于上接头（1）和中心齿轮轴（10）之间，上端通过螺纹与上接头（1）连接，下端通过螺纹与中心轴（13）连接，行星架短节（7）中间设有通孔，轴向设有6个均匀分布的通孔；行星齿轮（9）位于中心齿轮轴（10）和太阳齿轮壳体（8）之间，行星齿轮轴端从行星架短节（7）的通孔中穿过，并与通孔两端的滚动轴承c配合；滚动轴承b（17）位于中心齿轮轴（10）和太阳齿轮壳体（8）之间，并通过中心齿轮轴（10）和太阳齿轮壳体（8）进行轴向定位；TC轴承a（11）位于中心轴（13）和中心齿轮轴（10）之间；串轴承（12）位于中心轴（13）和中心齿轮轴（10）之间，并通过承载接头（14）进行轴向定位。
2.根据权利要求1所述的可实现不同传动比的井下调速装置，其特征在于当可实现不同传动比的井下调速装置处于第一种工作状态时，开关活塞（3）处于上位，扭矩通过上接头（1）、开关活塞（3）、限位键槽（24）、上壳体（4）、太阳齿轮壳体（8）、行星齿轮（9）、中心齿轮轴（10）和下接头（15）传递给下端钻具，此时可实现不同传动比的井下调速装置以传动比A开始工作；当可实现不同传动比的井下调速装置处于第二种工作状态时，开关活塞（3）处于下位，定位楔（5）与井壁卡紧，扭矩通过上接头（1）、行星架短节（7）、行星齿轮（9）、中心齿轮轴（10）和下接头（15）传递给下端钻具，此时可实现不同传动比的井下调速装置以传动比B开始工作。
3.根据权利要求1所述的可实现不同传动比的井下调速装置，其特征在于滚动轴承a（6）与上接头（1）之间采用过盈配合；滚动轴承b（17）与中心齿轮轴（10）之间采用H7/n6过盈配合；行星齿轮轴与滚动轴承c（19）之间采用H7/n6过盈配合、与行星架短节（7）之间采用H7/f6间隙配合。
CN201610990767.2A 2016-11-10 2016-11-10 可实现不同传动比的井下调速装置 Active CN106522827B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610990767.2A CN106522827B (zh) 2016-11-10 2016-11-10 可实现不同传动比的井下调速装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610990767.2A CN106522827B (zh) 2016-11-10 2016-11-10 可实现不同传动比的井下调速装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106522827A true CN106522827A (zh) 2017-03-22
CN106522827B CN106522827B (zh) 2018-06-29

Family

ID=58350660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610990767.2A Active CN106522827B (zh) 2016-11-10 2016-11-10 可实现不同传动比的井下调速装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106522827B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108547569A (zh) * 2018-04-09 2018-09-18 王瑞奇 一种钻头增速器以及钻井装置
CN108868586A (zh) * 2018-08-21 2018-11-23 曾卫林 无叶片式井下动力钻具
CN109750977A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 陈晓新 一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4511193A (en) * 1984-02-10 1985-04-16 Smith International, Inc. Thrust and radial bearing assembly
CN2081919U (zh) * 1990-03-30 1991-07-31 张德昆 刚性无级变速机构
CN2182801Y (zh) * 1993-08-25 1994-11-16 中国矿业大学 行星齿轮传动窄机身绞车

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4511193A (en) * 1984-02-10 1985-04-16 Smith International, Inc. Thrust and radial bearing assembly
CN2081919U (zh) * 1990-03-30 1991-07-31 张德昆 刚性无级变速机构
CN2182801Y (zh) * 1993-08-25 1994-11-16 中国矿业大学 行星齿轮传动窄机身绞车

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109750977A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 陈晓新 一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具
CN108547569A (zh) * 2018-04-09 2018-09-18 王瑞奇 一种钻头增速器以及钻井装置
WO2019196159A1 (zh) * 2018-04-09 2019-10-17 王瑞奇 一种钻头增速器以及钻井装置
GB2586750A (en) * 2018-04-09 2021-03-03 Wang Ruiqi Drill speeder and drilling device
GB2586750B (en) * 2018-04-09 2023-01-25 Wang Ruiqi Drill bit speeder and drilling device
CN108868586A (zh) * 2018-08-21 2018-11-23 曾卫林 无叶片式井下动力钻具
CN108868586B (zh) * 2018-08-21 2024-02-09 曾卫林 无叶片式井下动力钻具

Also Published As

Publication number Publication date
CN106522827B (zh) 2018-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106761382B (zh) 一种深井取芯装置及其操作方法
CN104612582B (zh) 基于螺杆与双螺旋滚珠丝杆的井下振动冲击工具
CN103410444B (zh) 一种水力振荡器
CA1057120A (en) Versatile fluid motor and pump
CN108104715B (zh) 基于涡轮与齿轮的扭力冲击器
CN110485923B (zh) 一种半程旋转井眼轨迹控制工具
CN104632072B (zh) 基于涡轮与双螺旋滚珠丝杆的井下振动冲击工具
CN106639943B (zh) 高频扭转复位轴向振动冲击工具
CN106522827B (zh) 可实现不同传动比的井下调速装置
CN206801458U (zh) 基于柔性齿可实现变速功能的轴向冲击工具
CN103806833A (zh) 一种高速破岩钻具
CN108798503B (zh) 螺杆式周向冲击钻井工具
CN110067510A (zh) 一种推靠式旋转导向钻井工具
CN108035679A (zh) 一种提高螺杆钻具冲击钻井能力的方法及脉冲螺杆
CN107461146A (zh) 一种阴/阳转子全金属马达螺杆钻具
CN207406288U (zh) 涡轮驱动具有钻柱送进功能的滚轮扶正器
CN102733755B (zh) 一种旋转钻井导向器
CN109356524A (zh) 一种静态、推靠式液压旋转导向钻井工具
CN1730898A (zh) 井底马达和冲击器驱动的组合式取心钻进系统
CN114109250A (zh) 实现钻柱全旋转复合定向的控制器
CN209369725U (zh) 一种静态、推靠式液压旋转导向钻井工具
CA2394937A1 (en) Downhole percussion drilling apparatus
RU2600809C2 (ru) Скважинный приводной модуль, имеющий гидравлический двигатель с неподвижным кольцевым кулачком
CN104653130A (zh) 一体式叶片液力-磁传动井眼清洁工具
CN107246238A (zh) 一种一体化冲击井下动力钻具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201127

Address after: No.40 Binhu Road, Dongxing City, Fangchenggang City, Guangxi Zhuang Autonomous Region

Patentee after: Dongxing Sifeng Seafood Industry Co., Ltd

Address before: No. 8 Road, Xindu Xindu District of Chengdu city of Sichuan Province in 610500

Patentee before: SOUTHWEST PETROLEUM University

TR01 Transfer of patent right