专利名称：井下减阻降扭器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于井下钻探工具领域的一种井下减阻降扭器，主要应用于石油天然气钻井、地质勘探、矿山钻探等领域。
背景技术：
在石油天然气钻井、地质勘探、矿山钻探的过程中，定向井、水平井、大斜度井、大位移井等复杂结构井应用越来越广泛，对于钻井工艺技术提出了更高的要求。在导向钻井过程中，国内主要采用由泥浆马达为动力的滑动钻井系统实施钻井作业，此时动力钻具带动钻头旋转钻进，而钻柱本身并不旋转，但由于自重的作用平躺在井底，导致摩阻力较大难以有效施加钻压；在满足钻井设计的前提下，部分井段可采用复合钻井工艺技术，即钻柱与井下泥浆马达同时旋转钻进，对于减小摩阻降低扭矩损失，具有一定的积极作用。国外由于拥有旋转导向钻井技术，已经能够完全克服导向钻井时的摩阻问题，国内正积极开展旋转导向钻井技术的研究，但是因为国外的技术垄断以及关键部件的限制，目前还没有成功的工业化应用，仅依靠进口或租用国外公司的产品，大大增加了钻井综合成本。
发明内容本实用新型的目的是为了最大限度减小摩擦阻力的影响，在没有旋转导向钻井设备的条件下，充分发挥现有泥浆动力马达的功能，变常规滑动钻井方式为旋转钻井方式，提高导向钻井施工作业的效率，降低钻井成本，改善定向井、水平井、大斜度井、大位移井等复杂结构井的井身质量及钻井安全性，而提出的一种井下减阻降扭器。实现上述目的所采用的技术方案是心轴安装在壳体内部，心轴顶部与壳体插接配合后其间安装轴承和弹簧，心轴中部与壳体分两段结合，一段是设在心轴上的心轴花键和设在壳体上的壳体花键相互插接配合，二段是设在心轴上的行星齿轮组和设在壳体上的齿圈相互旋转配合，在壳体下端设有与心轴滑动密封的密封件。所述的行星齿轮组由三个以上对称分布的大小行星齿轮组通过齿轮架和中心轮固定在心轴上。在心轴上端部与壳体结合部设置密封圈。本实用新型的功能作用井下减阻降扭器安装在钻柱与井下测量仪器之间，壳体内部加工有壳体花键、齿圈，心轴安装在壳体内部，心轴上加工有心轴花键、行星齿轮组。摆放钻具组合工具面方位时，上提钻柱，使壳体花键与心轴花键啮合，井口转盘扭矩通过钻柱、井下减阻降扭器传递至井下测量仪器及泥浆动力马达，满足工具面方位设计要求；进行造斜井段钻进时，下放钻具组合，当钻头接触井底后，壳体相对心轴仍继续向下运动，此时壳体花键与心轴花键脱离，齿圈与行星齿轮组啮合，井口转盘扭矩通过钻柱传递至井下减阻降扭器壳体，并带动壳体转动，由于泥浆马达驱动钻头旋转破岩时产生反扭矩，使泥浆马达有反转的趋势，易造成工具面方位偏差，因此利用行星齿轮组的旋转对泥浆马达施加一定的扭矩，以稳定工具面方位保持不变，而行星齿轮组的旋转是由钻柱驱动的，因此在造斜井段钻进时，既稳定了工具面方位不变，同时又能够使钻柱旋转，达到了减小摩擦阻力的目的；进行稳斜井段钻进时，适当减小钻压，即井下减阻降扭器壳体相对心轴向上运动，此时齿圈与行星齿轮组脱离，而壳体花键与心轴花键啮合，井口转盘扭矩通过钻柱、井下减阻降扭器传递至泥浆马达实现复合钻井方式。利用井下减阻降扭器能够在不起下钻的前提下， 完成滑动钻进与复合钻进的相互转变，并且在滑动钻进时能够使钻柱整体转动以减小摩擦阻力，达到提高钻井施工效率，降低钻井综合成本的目的。同时，井下减阻降扭器还具有结构简单、操作方便、便于安装、安全可靠的优点。
图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。图2是图1中A-A位置的行星齿轮组结构放大图。图中1-壳体、2-轴承、3-弹簧、4-密封圈、5-心轴、6-壳体花键、7_心轴花键、8_齿圈、9-行星齿轮组、10-密封件、11-行星齿轮架、12-大小行星齿轮组、13中心轮。
具体实施方式
以下结合附图来详细描述本实施例如图1，心轴5安装在壳体1内部，心轴5上端与壳体1之间安装轴承2和弹簧3， 壳体花键6与心轴花键7配合，齿圈8与行星齿轮组9配合，行星齿轮组9和行星齿轮架11 安装在心轴5上，密封圈4和密封件10安装在壳体1与心轴4之间。如图2，行星齿轮组9由三个对称分布的大小行星齿轮组12与一个中心齿轮13组成，大小行星齿轮组12安装在行星齿轮架11上，大小行星齿轮组12与齿轮架11能够围绕中心齿轮13转动。
权利要求1.井下减阻降扭器，其特征是，心轴(5)安装在壳体(1)内部，心轴(5)顶部与壳体(1) 插接配合后其间安装轴承(2)和弹簧(3)，心轴(5)中部与壳体(1)分两段结合，一段是设在心轴(5)上的心轴花键(7)和设在壳体(1)上的壳体花键(6)相互插接配合，二段是设在心轴(5)上的行星齿轮组(9)和设在壳体(1)上的齿圈(8)相互旋转配合，在壳体(1)下端设有与心轴(5)滑动密封的密封件(10)。
2.根据权利要求1所述的井下减阻降扭器，其特征是，所述的行星齿轮组(9)由三个以上对称分布的大小行星齿轮组通过齿轮架(11)和中心轮固定在心轴(5 )上。
3.根据权利要求1或2所述的井下减阻降扭器，其特征是，在心轴(5)上端部与壳体 (1)结合部设置密封圈(4)。
专利摘要本实用新型属于井下钻探工具领域的一种井下减阻降扭器。技术方案是心轴安装在壳体内部，心轴顶部与壳体插接配合后其间安装轴承和弹簧，心轴中部与壳体分两段结合，一段是设在心轴上的心轴花键和设在壳体上的壳体花键相互插接配合，二段是设在心轴上的行星齿轮组和设在壳体上的齿圈相互旋转配合，在壳体下端设有与心轴滑动密封的密封件。井下减阻降扭器具有结构简单、操作方便、便于安装、安全可靠的优点。
文档编号E21B4/02GK202300198SQ20112040729
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者于丽萍, 刘云鹏, 夏文安, 李文飞, 杨宁宁, 王光磊, 耿应春 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院, 中国石油化工股份有限公司