CN217270069U - 钻井钻具用径向平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的钻井钻具用径向平衡装置，包括安装主体，安装主体内设置有第一旋转轴和第二旋转轴，第一旋转轴的一端和第二旋转轴的一端通过传动装置连接，第二旋转轴的转速高于第一旋转轴，安装主体的外侧设置有驱动第一旋转轴旋转的驱动件，驱动件上设置有第一磁性组件，第一旋转轴上设置有和第一磁性组件配合的第二磁性组件。本实用新型使用时安装在钻杆的内部，在钻探泥浆的冲击下，驱动件带动第一旋转轴旋转，第一旋转轴通过传动装置带动第二旋转轴旋转，在传动装置的作用下，第二旋转轴的转速更高，所以在高速旋转的第一旋转轴以及第二旋转轴的作用下，能够对钻杆起到径向的平衡作用，避免钻杆径向摆动，防止钻杆出现甩尾的现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻井钻具技术领域，尤其涉及钻井钻具用径向平衡装置。
背景技术
在石油开采领域，需要使用钻杆、钻头等钻具进行钻井作业，钻杆的端部设置钻头，通过钻杆向钻头输送钻探泥浆，在钻探泥浆的驱动下，钻头旋转以破坏地下岩层，钻头、钻杆等钻具不断深入地下进而形成井眼，以完成地下的钻井作业，在实际钻井作业中，由于井眼的深度较深，较常见的井眼深度为1-3千米，多则可达6-8千米，甚至更深，当如此长度的钻杆深入地下后，钻头在旋转作业时，钻杆靠近钻头的部分容易发生径向的摆动，也即易出现甩尾的现象，出现该现象后，会对钻头的原定前进方向造成影响，进而影响井眼的成型质量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处，提供钻井钻具用径向平衡装置，从而有效解决现有技术中存在的不足之处。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：钻井钻具用径向平衡装置，包括中空筒状的安装主体，所述安装主体的内部设置有第一旋转轴和第二旋转轴，第一旋转轴和第二旋转轴同轴设置，所述第一旋转轴的一端和第二旋转轴的一端通过传动装置连接，以使第二旋转轴的转速高于第一旋转轴的转速，安装主体的外侧设置有驱动第一旋转轴旋转的驱动件，所述驱动件上设置有第一磁性组件，第一旋转轴上设置有和第一磁性组件配合的第二磁性组件。
进一步的，所述驱动件为套装于安装主体外侧的筒状结构，驱动件上设置有供钻探泥浆冲击的第一涡轮。
进一步的，所述安装主体上设置有用于为冲击第一涡轮的钻探泥浆加速的第二涡轮。
进一步的，所述第一涡轮和第二涡轮之间设置有第一耐磨组件。
进一步的，所述第一耐磨组件包括与第一涡轮连接的第一耐磨套以及与第二涡轮连接的第二耐磨套，所述第一耐磨套套设于第二耐磨套的外侧。
进一步的，所述驱动件和安装主体之间设置有第二耐磨组件，所述第二耐磨组件包括与驱动件连接的第三耐磨套以及与安装主体连接的第四耐磨套，第三耐磨套套设在第四耐磨套的外侧。
进一步的，所述传动装置包括周向设置的多个齿轮传动件，齿轮传动件包括传动轴，传动轴的两端分别设置有第一传动齿轮和第二传动齿轮，第一旋转轴上配合第一传动齿轮设置有第一齿轴，第二旋转轴上配合第二传动齿轮设置有第二齿轴，第一传动齿轮的直径小于第二传动齿轮的直径。
进一步的，所述第一旋转轴和安装主体之间以及第二旋转轴和安装主体之间均设置有轴承。
进一步的，安装主体的两端分别设置有连通阀以及便于和钻具连接的连接座，连接座上设置有供连接座外侧钻探泥浆流入连接座内的导流孔。
进一步的，所述连通阀和安装主体的内部空腔连通，连通阀内可滑动的设置有平衡阀芯，用于平衡安装主体外部钻探泥浆和安装主体内部润滑油的压力。
本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：本实用新型使用时安装在钻杆的内部，在钻探泥浆的冲击下，驱动件带动第一旋转轴旋转，第一旋转轴通过传动装置带动第二旋转轴旋转，在传动装置的作用下，第二旋转轴的转速更高，所以在高速旋转的第一旋转轴以及第二旋转轴的作用下，能够对钻杆起到径向的平衡作用，避免钻杆径向摆动，防止钻杆出现甩尾的现象。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为图1中B处的局部放大图；
图4为图1中C处的局部放大图；
图5为图1中D处的局部放大图；
图6为图1中E处的局部放大图；
图7为本实用新型实施例安装主体的结构示意图；
图8为图7中F-F向结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-图8所示，本实施例所述的钻井钻具用径向平衡装置，包括一安装主体1，实际中，该安装主体1安装在钻杆的内部，钻杆的内壁和安装主体1之间的间隙供钻探泥浆通过，安装主体1为中空筒状的结构，安装主体1的中空内腔设置有第一旋转轴2和第二旋转轴3，第一旋转轴2、第二旋转轴3和安装主体1同轴设置，且第一旋转轴2的一端和第二旋转轴3的一端通过传动装置连接，传动装置具有传动比，当第一旋转轴2旋转时，第一旋转轴2通过传动装置带动第二旋转轴3旋转，且使得第二旋转轴3的转速高于第一旋转轴2的转速，也即，第二旋转轴3能够以更高的速度旋转，第一旋转轴2和第二旋转轴3在高速旋转的状态下，具有相当程度的稳定惯性状态，该惯性状态更不易被打破，所以在高速旋转的第一旋转轴2以及更高速度旋转的第二旋转轴3的作用下，能够对钻杆的径向摆动起到抑制的效果，避免钻杆出现大幅度的摆动，进而能够大大的减缓钻杆靠近钻头的部分的甩尾现象，利于提高井眼的成型质量。
更为具体的，在安装主体1的外侧套装有驱动件4，驱动件4整体呈筒状结构，第一旋转轴2的旋转是在驱动件4的驱动下实现的，驱动件4旋转带动第一旋转轴2旋转，继而第一旋转轴2通过传动装置再带动第二旋转轴3旋转，驱动件4的旋转是通过钻探泥浆的驱动实现，对于驱动件4和第一旋转轴2之间的配合是通过磁性作用实现，具体的，在驱动件4上设置有第一磁性组件，在第一旋转轴2上设置有和第一磁性组件配合的第二磁性组件，本实施例中，第一磁性组件包括设置于驱动件4内侧壁的多个第一磁铁5，多排第一磁铁5周向均匀的设置于驱动件4的内侧壁，每排第一磁铁5的排列方向和驱动件4的轴向平行，每排第一磁铁5的磁极方向相同，相邻两排的第一磁铁5磁极方向相反，更为具体的，同一个第一磁铁5的N极和S极的连线方向为驱动件4的直径方向，本实施例中，可以在驱动件4的内壁设置内装套6，内装套6和驱动件4的内壁之间设置用于安装第一磁铁5的第一安装槽7，第一安装槽7可以开设在驱动件4上也可以开设在内装套6上。
对于第二磁性组件，包括设置于第一旋转轴2外侧壁的多个第二磁铁8，多排第二磁铁8周向均匀的设置于第一旋转轴2的外侧壁，每排第二磁铁8的磁极方向相同，相邻两排的第二磁铁8磁极方向相反，更为具体的，同一个第二磁铁8的N极和S极的连线方向为第一旋转轴2的直径方向，本实施例中，在第一旋转轴2的外侧设置外装套9，外装套9和第一旋转轴2之间设置用于安装第二磁铁8的第二安装槽10，第二安装槽10可以开设在第一旋转轴2上也可以开设在外装套9上，在第一磁铁5和第二磁铁8之间的磁性作用下，驱动件4旋转时带动第一旋转轴2旋转。
具体的，驱动件4为套装于安装主体1外侧的筒状结构，驱动件4上设置有供钻探泥浆冲击的第一涡轮11，本实施例中，驱动件4位于靠近安装主体1顶端的位置，第一涡轮11设置在驱动件4的顶端，本实用新型安装在钻杆中后，钻探泥浆由安装主体1的顶端方向朝向安装主体1的底端方向流动，钻探泥浆在本实用新型和钻杆内壁之间的间隙流动，所以钻探泥浆冲击第一涡轮11，进而带动驱动件4旋转。
本实施例中，在安装主体1上设置有用于为冲击第一涡轮11的钻探泥浆加速的第二涡轮12，第二涡轮12的螺旋方向和第一涡轮11的螺旋方向相反，在第二涡轮12的导向、加速作用下，钻探泥浆冲击在第一涡轮11上，为第一涡轮11提供更大的冲击动力，提高驱动件4的旋转速度。
更为具体的，在第一涡轮11和第二涡轮12之间设置有第一耐磨组件，第一耐磨组件靠近驱动件4的顶端设置，具体的，第一耐磨组件包括与第一涡轮11连接的第一耐磨套13以及与第二涡轮12连接的第二耐磨套14，第一耐磨套13套设于第二耐磨套14的外侧，第一耐磨套13连接在第一涡轮11的内壁，第二耐磨套14连接在第二涡轮12的外壁。
本实施例中，驱动件4和安装主体1之间设置有第二耐磨组件，第二耐磨组件设置在驱动件4的底端位置，第二耐磨组件包括与驱动件4连接的第三耐磨套15以及与安装主体1连接的第四耐磨套16，第三耐磨套15套设在第四耐磨套16的外侧，第三耐磨套15连接在驱动件4底端的内壁，第四耐磨套16连接在套装主体外壁和驱动件4底端对应的位置上，在第一耐磨组件和第二耐磨组件的作用下，利于提高本实用新型的使用寿命。
更为具体的，传动装置包括周向设置的多个齿轮传动件，齿轮传动件包括传动轴17，传动轴17的两端分别设置有第一传动齿轮18和第二传动齿轮19，第一旋转轴2上配合第一传动齿轮18设置有第一齿轴20，第二旋转轴3上配合第二传动齿轮19设置有第二齿轴21，第一传动齿轮18的直径小于第二传动齿轮19的直径，进而能够对第二旋转轴3起到加速旋转的驱动作用，本实施例中，齿轮转动件周向布置三个。
本实施例中，在第一旋转轴2和安装主体1之间以及第二旋转轴3和安装主体1之间均设置有轴承，提高第一旋转轴2和第二旋转轴3旋转的顺畅性。
具体的，在安装主体1的两端分别设置有连通阀22以及便于和钻具连接的连接座23，连接座23和连通阀22均为中空筒状的结构，连接座23上设置有供连接座23外侧钻探泥浆流入连接座23内的导流孔24，本实用新型整体穿设在钻杆内，并通过连接座23和钻杆实现连接，实际中，钻杆为多个筒体结构螺纹连接在一起的结构，本实用新型位于当前一个筒体结构内，连接座23和下一筒体结构连接，进而实现和钻杆的连接，冲击完第一涡轮11的钻探泥浆经过安装主体1和钻杆之间的间隙后，再由导流孔24进入到钻杆的内部，以便流向钻头提供动力。
具体的，连通阀22和安装主体1的内部空腔连通，连通阀22内可滑动的设置有平衡阀芯25，用于平衡安装主体1外部钻探泥浆和安装主体1内部润滑油的压力，第一旋转轴2和安装主体1的内壁之间具有一定的间隙，第二旋转轴3和安装主体1的内壁之间也具有一定的间隙，间隙内装填润滑油，避免出现磨损，实际中，连通阀22的一端和安装主体1的内腔连通，另一端和钻杆的内部连通，平衡阀芯25和连通阀22的内壁滑动密封，使得钻探泥浆和润滑油的压力保持平衡，提高本实用新型的整体压力平衡状态。
更为具体的，安装主体1包括依次连接的顶端隔套26、第一延长段27、第二延长段28和第三延长段29，顶端隔套26、第一延长段27、第二延长段28和第三延长段29均为中空筒状的结构，顶端隔套26处在驱动件4和第一旋转轴2之间，顶端隔套26和连通阀22连接，第三延长段29和连接座23连接，齿轮传动件位于第一延长段27内，也即第一旋转轴2和第二旋转轴3的连接点处在第一延长段27内，第一延长段27上设置有和传动轴17配合的固定座31，固定座31和传动轴17之间设置轴承，传动轴17旋转更加顺畅，固定座31上设置供润滑油通过的过油孔32。
本实用新型的工作原理：实际中工作时，本实用新型装在钻杆的内部，钻探泥浆由安装主体1顶端的方向进入到钻杆和安装主体1之间的间隙，进而冲击第一涡轮11，使得第一涡轮11旋转，进而带动驱动件4旋转，再第一磁铁5和第二磁铁8的磁性配合下，驱动件4带动第一旋转轴2旋转，第一旋转轴2通过齿轮传动件的传动效果，使得第二旋转轴3以更高的速度旋转，进而使得本实用新型整体带动钻杆保持稳定的惯性状态，大大的减缓钻杆的摆动幅度，有效的减缓钻杆的甩尾现象，钻井更加顺畅，大大的提高井眼成型质量。
本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式，很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的，选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.钻井钻具用径向平衡装置，其特征在于：包括中空筒状的安装主体，所述安装主体的内部设置有第一旋转轴和第二旋转轴，第一旋转轴和第二旋转轴同轴设置，所述第一旋转轴的一端和第二旋转轴的一端通过传动装置连接，以使第二旋转轴的转速高于第一旋转轴的转速，安装主体的外侧设置有驱动第一旋转轴旋转的驱动件，所述驱动件上设置有第一磁性组件，第一旋转轴上设置有和第一磁性组件配合的第二磁性组件。
2.根据权利要求1所述的钻井钻具用径向平衡装置，其特征在于：所述驱动件为套装于安装主体外侧的筒状结构，驱动件上设置有供钻探泥浆冲击的第一涡轮。
3.根据权利要求2所述的钻井钻具用径向平衡装置，其特征在于：所述安装主体上设置有用于为冲击第一涡轮的钻探泥浆加速的第二涡轮。
4.根据权利要求3所述的钻井钻具用径向平衡装置，其特征在于：所述第一涡轮和第二涡轮之间设置有第一耐磨组件。
5.根据权利要求4所述的钻井钻具用径向平衡装置，其特征在于：所述第一耐磨组件包括与第一涡轮连接的第一耐磨套以及与第二涡轮连接的第二耐磨套，所述第一耐磨套套设于第二耐磨套的外侧。
6.根据权利要求5所述的钻井钻具用径向平衡装置，其特征在于：所述驱动件和安装主体之间设置有第二耐磨组件，所述第二耐磨组件包括与驱动件连接的第三耐磨套以及与安装主体连接的第四耐磨套，第三耐磨套套设在第四耐磨套的外侧。
7.根据权利要求1所述的钻井钻具用径向平衡装置，其特征在于：所述传动装置包括周向设置的多个齿轮传动件，齿轮传动件包括传动轴，传动轴的两端分别设置有第一传动齿轮和第二传动齿轮，第一旋转轴上配合第一传动齿轮设置有第一齿轴，第二旋转轴上配合第二传动齿轮设置有第二齿轴，第一传动齿轮的直径小于第二传动齿轮的直径。
8.根据权利要求1所述的钻井钻具用径向平衡装置，其特征在于：所述第一旋转轴和安装主体之间以及第二旋转轴和安装主体之间均设置有轴承。
9.根据权利要求1所述的钻井钻具用径向平衡装置，其特征在于：所述安装主体的两端分别设置有连通阀以及便于和钻具连接的连接座，连接座上设置有供连接座外侧钻探泥浆流入连接座内的导流孔。
10.根据权利要求9所述的钻井钻具用径向平衡装置，其特征在于：所述连通阀和安装主体的内部空腔连通，连通阀内可滑动的设置有平衡阀芯，用于平衡安装主体外部钻探泥浆和安装主体内部润滑油的压力。
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| CN202221650635.2U Active CN217270069U (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 钻井钻具用径向平衡装置 |
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