CN201679442U - 一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构 - Google Patents
一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201679442U CN201679442U CN2010201440307U CN201020144030U CN201679442U CN 201679442 U CN201679442 U CN 201679442U CN 2010201440307 U CN2010201440307 U CN 2010201440307U CN 201020144030 U CN201020144030 U CN 201020144030U CN 201679442 U CN201679442 U CN 201679442U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- planet stent
- drill bit
- dish
- drilling
- planetary
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构，涉及石油钻井时钻头钻进相关设备技术领域，包括驱动轴，驱动轴的一端连接有内部钻头组合件，在驱动轴的中部套设有驱动壳体，驱动壳体外固定设置有外部钻头组合件，位于驱动壳体和驱动轴之间设置有行星支架盘、行星支架和多个行星齿轮。本实用新型实现了外部钻头和内部钻头经同一驱动机构驱动下的同时旋转，且外部钻头的旋转速度能随着钻进速度的变化而自动调节旋转速度，以实时适应并消除或平衡不同钻井速度所产生的反扭矩力，进一步增加了钻头的稳定性和定向控制能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油钻井时钻头钻进相关设备技术领域，确切地说涉及一种能有效消除钻井产生的反扭矩，增加钻头稳定性和定向控制能力的连接结构。
背景技术
石油钻井过程中钻进钻头不可避免会被地层施加反扭矩，钻井过程不可能完全平稳，而且越高的平均钻井扭矩会带来越大的井下反扭矩。反扭矩在钻井实际中，一方面，会对普通钻进的稳定性带来不良影响；另一方面，定向钻井中需要定向工程师根据区域施工经验在摆工具面时预留出反扭角，而预留出的反扭角往往与实际情况有所出入，并且反扭矩还会造成工具面频繁偏离井眼设计轨道，给定向钻井的方向性造成不良影响。
公开号为CN101525979A，公开日为2009年9月9日的中国专利文献公开了一种用于消除钻头净扭矩和控制钻头游动的设备。钻井设备控制或消除来自钻头的反作用扭矩，从而防止由于钻井设备的不期望旋转，穿透的损失；或通过期望地控制反作用扭矩，控制钻井方向，从而导致期望的钻头游动。该钻井设备具有同心地分开的钻头，其中：内部钻头沿与外部钻头相反的方向同时旋转。该内部钻头能够从外部钻头轴向向前运动或向后冲着外部钻头运动。由内部和外部钻头产生的力被控制以消除或调节反作用扭矩。
上述技术方案虽然提出了一种用于消除钻头反作用扭矩的具体方案：即使内部钻头沿与外部钻头相反的方形旋转的方式，但为了实现这一目的，该专利文献中给出的具体技术方案过于复杂，并且虽然其实现了外部钻头与内部钻头的旋转方向相反，但外部钻头和内部钻头均同时与动力单元连接并经动力单元驱动同时完成外部钻头和内部钻头朝相反的方向旋转，这样在旋转过程中，对于外部钻头究竟应该施加多大的旋转速度从而克服钻头在钻进过程中所产生的反扭矩力需要进行计算和确定，操作复杂，并且钻进过程中一旦所钻地层的地质或操作时所造成的钻进速度发生变化，所产生的反扭矩力就会相应发生变化，那么就需要重新计算并确定外部钻头的旋转转速，以适应变化后的钻进速度，否则无法达到彻底消除或调节反作用扭矩的效果，这样的方式操作复杂，工作效率低下。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种适用于井下石油钻井时，能平衡钻井时钻头钻井所产生反扭矩力，增加钻头稳定性和定向控制能力的连接结构，本实用新型实现了外部钻头和内部钻头经同一驱动机构驱动下的同时旋转，且外部钻头的旋转速度能随着内钻头旋转速度的变化而自动调节旋转速度，以实时适应并消除或平衡不同钻井速度所产生的反扭矩力，进一步增加了钻头的稳定性和定向控制能力。
本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：
一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构，包括驱动轴，驱动轴的一端连接有内部钻头组合件，其特征在于：在驱动轴的中部套设有驱动壳体，驱动壳体外固定设置有外部钻头组合件，位于驱动壳体和驱动轴之间设置有行星支架盘、行星支架和多个行星齿轮，所述行星支架盘和行星支架均套设于所述驱动轴上，行星齿轮支承在所述行星支架盘和行星支架上，行星齿轮经所述驱动轴啮合传动，且多个行星齿轮均与所述驱动壳体经齿轮啮合传动，所述行星支架盘和行星支架的一端之间经螺栓连接，行星支架的另一端延伸出所述驱动壳体并与上部钻具连接。
所述行星支架盘和行星支架上分别设置有与行星齿轮个数相匹配的圆孔，行星齿轮的轴穿入所述行星支架盘和行星支架的圆孔中，行星齿轮支承在行星支架盘和行星支架之间。
六个行星齿轮均匀围绕在所述驱动轴中部外围。
所述驱动壳体的内壁形成齿圈，多个行星齿轮与齿圈啮合配合。
所述外部钻头组合件包括外钻头，外钻头上设置有与内钻头相匹配的PDC切削齿。
本实用新型的有益效果表现在：
1与公开号为CN101525979A专利文献所代表的现有技术相比，由于本实用新型采用驱动轴的一端连接内部钻头组合件，通过行星齿轮啮合传动驱动壳体旋转，驱动壳体带动固定在其上的外部钻头组合件同时旋转，这样的结构方式，只需一次性计算好：内部钻头不同钻进旋转速度，与外部钻头用于消除或平衡该不同钻井速度下所产生反扭矩力的旋转速度之间的比例，通过该比例计算好驱动轴、行星齿轮和驱动壳体之间的啮合传动系数(通过啮合齿轮的齿数来实现)，从而实现了外部钻头的旋转速度能随着内钻头旋转速度的变化而自动调节旋转速度，以实时适应并消除或平衡不同钻井速度所产生的反扭矩力，进一步增加了钻头的稳定性和定向控制能力的目的。
2、由于本实用新型的行星齿轮通过行星支架和行星支架盘支承，行星齿轮位于行星支架和行星支架盘之间，与现有技术相比，这样就能够防止行星齿轮在轴向上发生移动，而在行星支架和行星支架盘上开有圆孔，行星齿轮的轴传入圆孔中，这样就能防止行星齿轮发生上下串动，使其稳定地旋转；同时，本实用新型采用的行星支架盘和行星支架的一端之间经螺栓连接，行星支架的另一端延伸出所述驱动壳体并与上部钻具连接，这样的结构方式，实现了在正常钻进时，行星支架盘和行星支架固定不动，不旋转，行星支架的另一端延伸出驱动壳体并与上部钻具连接，能使行星支架和行星支架盘承受较大的支承力，在剧烈震动或抖动下，也能使行星齿轮稳定旋转。
3、地层岩石通过内外钻头组合传递到驱动轴上的反扭矩互相抵消，通过驱动轴传递到钻柱上的反扭矩被减小或者消除，增加了钻头的稳定性及增加定向控制能力。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：
图1为本实用新型的半剖平面结构示意图
图2为本实用新型隐藏了驱动壳体的立体结构示意图
图3为本实用新型隐藏了行星支架的结构示意图
图中标记：
1、驱动轴，2、驱动壳体，3、行星支架盘，4、行星齿轮，5、行星支架，6、圆孔。
具体实施方式
实施例1
本实用新型公开了一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构，包括驱动轴1，驱动轴1的一端连接有内部钻头组合件，在驱动轴1的中部套设有驱动壳体2，驱动壳体2外固定设置有外部钻头组合件，位于驱动壳体2和驱动轴1之间设置有行星支架盘3、行星支架5和多个行星齿轮4，所述行星支架盘3和行星支架5均套设于所述驱动轴1上，行星齿轮4支承在所述行星支架盘3和行星支架5上，行星齿轮4经所述驱动轴1啮合传动，且多个行星齿轮4均与所述驱动壳体2经齿轮啮合传动，所述行星支架盘3和行星支架5的一端之间经螺栓连接，行星支架5的另一端延伸出所述驱动壳体2并与上部钻具连接。
实施例2
作为本实用新型的一较佳实施方式，参照说明书附图1、2、和3，本实用新型包括包括驱动轴1，驱动轴1的一端连接有内部钻头组合件，在驱动轴1的中部套设有驱动壳体2，驱动壳体2外固定设置有外部钻头组合件，位于驱动壳体2和驱动轴1之间设置有行星支架盘3、行星支架5和多个行星齿轮4，所述行星支架盘3和行星支架5均套设于所述驱动轴1上，行星齿轮4支承在所述行星支架盘3和行星支架5上，行星齿轮4经所述驱动轴1啮合传动，且多个行星齿轮4均与所述驱动壳体2经齿轮啮合传动。所述行星支架盘3和行星支架5上分别设置有与行星齿轮4个数相匹配的圆孔6，行星齿轮4的轴穿入所述行星支架盘3和行星支架5的圆孔6中，行星齿轮4支承在行星支架盘3和行星支架5之间。六个行星齿轮4均匀围绕在所述驱动轴1中部外围。所述驱动壳体2的内壁形成齿圈，多个行星齿轮4与齿圈啮合配合。所述外部钻头组合件包括外钻头，外钻头上设置有与内钻头相匹配的PDC切削齿。
实施例3
本实用新型另一实施方式为：驱动轴1两端有螺纹，分别连接上部螺杆钻具和内钻头组合，中部与行星齿轮4啮合；6个行星齿轮4与驱动轴1啮合的同时与驱动壳体2通过齿轮啮合，并且分别插入行星支架盘3和行星支架5的圆孔6内；驱动壳体2与行星齿轮4啮合的同时通过螺纹和外钻头组合连接；行星支架盘3和行星支架5通过螺栓连接，行星支架5与上部钻具连接。
在钻井正常钻进时，内钻头组合顺时针旋转钻进，与内钻头组合通过螺纹连接的驱动轴1进行顺时针旋转。驱动轴1，行星齿轮4，行星支架盘3，行星支架5以及驱动壳体2组成一个行星式结构，行星支架盘3和行星支架5在正常钻进时固定不动，不旋转，通过齿轮啮合的驱动轴1、行星齿轮4以及驱动壳体2同时旋转，顺时针旋转的驱动轴1带动行星齿轮4进行逆时针自转，最终带动驱动壳体2进行逆时针旋转。驱动壳体2的逆时针旋转带动了外钻头组合进行逆时针旋转，与内钻头组合旋转方向相反。
Claims (5)
1.一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构，包括驱动轴(1)，驱动轴(1)的一端连接有内部钻头组合件，其特征在于：在驱动轴(1)的中部套设有驱动壳体(2)，驱动壳体(2)外固定设置有外部钻头组合件，位于驱动壳体(2)和驱动轴(1)之间设置有行星支架盘(3)、行星支架(5)和多个行星齿轮(4)，所述行星支架盘(3)和行星支架(5)均套设于所述驱动轴(1)上，行星齿轮(4)支承在所述行星支架盘(3)和行星支架(5)上，行星齿轮(4)经所述驱动轴(1)啮合传动，且多个行星齿轮(4)均与所述驱动壳体(2)经齿轮啮合传动，所述行星支架盘(3)和行星支架(5)的一端之间经螺栓连接，行星支架(5)的另一端延伸出所述驱动壳体(2)并与上部钻具连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构，其特征在于：所述行星支架盘(3)和行星支架(5)上分别设置有与行星齿轮(4)个数相匹配的圆孔(6)，行星齿轮(4)的轴穿入所述行星支架盘(3)和行星支架(5)的圆孔(6)中，行星齿轮(4)支承在行星支架盘(3)和行星支架(5)之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构，其特征在于：六个行星齿轮(4)均匀围绕在所述驱动轴(1)中部外围。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构，其特征在于：所述驱动壳体(2)的内壁形成齿圈，多个行星齿轮(4)与齿圈啮合配合。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构，其特征在于：所述外部钻头组合件包括外钻头，外钻头上设置有与内钻头相匹配的PDC切削齿。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010201440307U CN201679442U (zh) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | 一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010201440307U CN201679442U (zh) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | 一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201679442U true CN201679442U (zh) | 2010-12-22 |
Family
ID=43344490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010201440307U Expired - Lifetime CN201679442U (zh) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | 一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201679442U (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103485715A (zh) * | 2013-09-17 | 2014-01-01 | 西南石油大学 | 一种控制反扭矩钻井工具 |
| CN106014198A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-10-12 | 上海安恒环保科技有限公司 | 一种高效的连续管用钻井装置 |
| CN106930689A (zh) * | 2015-12-29 | 2017-07-07 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 异速分体式钻头驱动器 |
| CN106968598A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-21 | 西南石油大学 | 一种非常规超致密岩层大扭矩钻进工具 |
| CN107083921A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-08-22 | 西南石油大学 | 一种反扭矩自平衡式井下动力工具 |
| CN107575207A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-12 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 | 一种预测油田水驱波及半径的方法 |
| CN107701100A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-02-16 | 西北工业大学 | 一种惯性约束牵连运动的诱导钻进方法 |
| CN108915602A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-30 | 江苏师范大学 | 一种双层吸尘钻头 |
| 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 |
-
2010
- 2010-03-29 CN CN2010201440307U patent/CN201679442U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103485715A (zh) * | 2013-09-17 | 2014-01-01 | 西南石油大学 | 一种控制反扭矩钻井工具 |
| CN106930689A (zh) * | 2015-12-29 | 2017-07-07 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 异速分体式钻头驱动器 |
| CN106014198A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-10-12 | 上海安恒环保科技有限公司 | 一种高效的连续管用钻井装置 |
| CN106968598A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-21 | 西南石油大学 | 一种非常规超致密岩层大扭矩钻进工具 |
| CN106968598B (zh) * | 2017-05-04 | 2019-01-08 | 西南石油大学 | 一种非常规超致密岩层大扭矩钻进工具 |
| CN107083921B (zh) * | 2017-06-08 | 2019-04-05 | 西南石油大学 | 一种反扭矩自平衡式井下动力工具 |
| CN107083921A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-08-22 | 西南石油大学 | 一种反扭矩自平衡式井下动力工具 |
| CN107575207A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-12 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 | 一种预测油田水驱波及半径的方法 |
| CN107575207B (zh) * | 2017-10-19 | 2020-05-05 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 | 一种预测油田水驱波及半径的方法 |
| CN107701100A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-02-16 | 西北工业大学 | 一种惯性约束牵连运动的诱导钻进方法 |
| CN107701100B (zh) * | 2017-10-24 | 2019-02-15 | 西北工业大学 | 一种惯性约束牵连运动的诱导钻进方法 |
| 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 |
| CN108915602A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-30 | 江苏师范大学 | 一种双层吸尘钻头 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201679442U (zh) | 一种用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式结构 | |
| CN101871328B (zh) | 用于钻井中平衡钻井设备反扭矩的行星式钻头总成 | |
| CN201250609Y (zh) | 内置动力负压循环旋转冲击组合钻头 | |
| CN201794520U (zh) | 一种螺旋钻杆清土装置 | |
| CN201747356U (zh) | 电机驱动轮式井下爬行器 | |
| CN107676045A (zh) | 一种高精度施工用钻孔平台 | |
| AU2009296863A1 (en) | Modular rotary drill head | |
| CN204646086U (zh) | 一种水钻旋挖机 | |
| CN203891755U (zh) | 一种气动架柱式钻机 | |
| CN201082477Y (zh) | 手枪钻 | |
| CN106351576A (zh) | 煤矿井下全方位深孔钻车 | |
| CN103104191B (zh) | 超大孔径桩基钻孔机 | |
| CN202273585U (zh) | 一种长螺旋钻机的动力头 | |
| CN203022622U (zh) | 一种可机械拧卸钻杆的立轴式钻机 | |
| CN104653100A (zh) | 一种水钻旋挖机 | |
| CN105196058B (zh) | 双主轴自动钻攻机 | |
| CN204691662U (zh) | 一种复合式工程钻机 | |
| CN101036950A (zh) | 手枪钻 | |
| CN114352187A (zh) | 石油无杆钻井装置及方法 | |
| CN203161076U (zh) | 超大孔径桩基钻孔机 | |
| CN104823589B (zh) | 便携式同轴正反转山药收获机 | |
| WO2012027271A3 (en) | Counter rotating drilling system | |
| CN220133886U (zh) | 一种能平衡钻地力矩的地钻 | |
| CN201581804U (zh) | 地钻 | |
| CN104314467B (zh) | 一种掘进钻机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: CCDC PETROLEUM DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Assignor: CNPC CHUANQING DRILLING ENGINEERING Co.,Ltd. Contract record no.: 2013510000049 Denomination of utility model: Planetary structure for reverse torque of balance drilling equipment in drilling Granted publication date: 20101222 License type: Exclusive License Record date: 20130715 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20101222 |