一种恒扭矩工具现场扭矩标定装置的制作方法

本实用新型涉及石油天然气钻井、修井作业工具领域，尤其是一种PDC钻头恒扭矩工具在钻井施工现场扭矩标定装置。

背景技术：

PDC钻头在钻进快速剧烈变化地层期间由钻头与地层间的作用引起的振动通常很难预测，产生的动力和能量冲击的程度足以使其自身、底部钻具组合（BHA）中的仪器部分和钻柱连接扣遭到破坏。目前国内钻、修井作业过程中，通过恒扭矩工具保持PDC钻头的工作稳定性，防止钻头先期损坏，提高PDC钻头的机械钻速和单只进尺；消除由于钻进软硬交错层状地层导致的钻柱扭矩波动、制动和失速，以及由此带来的对井下电子测量仪器、钻柱螺纹的损害，从而达到降低振动、减少钻柱制动、防止井下设备失效的目的。ZL201420848139.7公布了一种钻头扭矩恒定器，其扭矩标定在实验室进行，由于现场施工各地层钻进扭矩差异较大，该种方式无法满足钻井工程中井段、地层变化后的要求。

技术实现要素：

本实用新型目的是克服现有技术中的不足，能够解决在施工现场随时调整工具启动标定扭矩的要求，而提供一种恒扭矩工具现场扭矩标定装置。

本实用新型为解决上述技术问题通过以下技术方案实现的：

一种恒扭矩工具现场扭矩标定装置，包括多线外螺旋接头、组合密封、密封套、多线内螺旋接头、中筒体、防掉接头、碟簧、扭矩调整环、上接头，多线外螺旋接头上套装有密封套，密封套与多线内螺旋接头下端连接，多线内螺旋接头与多线外螺旋接头通过螺旋花键配合，多线外螺旋接头上端与防掉接头连接，防掉接头外部套装有碟簧、扭矩调整环和推力轴承，多线内螺旋接头上端与中筒体下端连接，中筒体上端与上接头连接。该装置还包括预压套、可退套筒和单作用液压缸；预压套套装在防掉接头上端外部，预压套下端与扭矩调整环、碟簧组件作用配合，可退套筒插装入上接头与预压套相连，单作用液压缸与可退套筒作用配合。

上述方案进一步包括：在扭矩调整环与碟簧间加入轴向推力轴承。

所述组合密封包括防尘圈、旋转密封、螺旋密封与往复动密封。

本实用新型的优点是可在钻井、修井作业中根据钻进地层扭矩变化，现场调整工具标定扭矩，提高施工效率。

附图说明

图1为本实用新型的恒扭矩工具现场扭矩标定装置结构示意图。

图中：1 多线外螺旋接头，2 组合密封，3 密封套，4多线内螺旋接头，5 中筒体，6 防掉接头，7 碟簧，8 扭矩调整环，9 推力轴承，10上接头，11 预压套，12 可退套筒，13 单作用液压缸。

图2为图1中预压套结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步描述：

参照附图1，一种恒扭矩工具现场扭矩标定装置，包括多线外螺旋接头1、组合密封2、密封套3、多线内螺旋接头4、中筒体5、防掉接头6、碟簧7、扭矩调整环8、推力轴承9、上接头10、预压套11、可退套筒12、单作用液压缸13。

多线外螺旋接头1上套装有密封套3，密封套3与多线外螺旋接头1之间设有组合密封2，包括防尘圈、旋转密封、螺旋密封与往复动密封，密封套3与多线内螺旋接头4下端通过螺纹连接，多线内螺旋接头4与多线外螺旋接头1通过螺旋花键配合，多线外螺旋接头1上端与防掉接头6相连接，下端与井下钻具组合相连（右端为井底方向），多线内螺旋接头4上端与中筒体5下端螺纹连接，中筒体5上端与上接头10螺纹连接，防掉接头6上端套装有碟簧7、扭矩调整环8、推力轴承9和预压套11后，其上端插装在上接头10内，可退套筒12插装入上接头10，可退套筒12上端与单作用液压缸13活塞接触，上接头10上端为标准扣，连接在下部钻具组合中。

钻井、修井作业中，作为底部钻具组合的一个组成部分，恒扭矩工具可以快速持续地阻止钻头制动，从而限制严重卡滑振动的形成。其工作原理是将增大的将引起钻头卡滑、蹩跳的钻进扭矩转化为底部钻具组合的一个轴向收缩，使钻头的钻压立刻降低，钻压的快速降低引起钻头切削齿吃入地层深度的减少，从而维持钻头继续旋转。轴向收缩转化是通过多线螺旋花键实现的，正常状态下多线内螺旋接头4与多线外螺旋接头1处于啮合状态，通过扭矩调整环8数量设定预紧力大小，预紧力通过防掉接头6作用在多线外螺旋接头1上，多线外螺旋接头1作用在多线内螺旋接头4上，限制其向下移动，预紧压力通过多线内外螺旋花键压紧面摩擦力转化为标定扭矩，在钻进扭矩超出标定扭矩时，多线外螺旋接头1通过多头螺旋花键向上运动，伸缩轴抛光部分在轴向长度变短，收缩的同时，位于多线外螺旋花键伸缩接头和防掉接头6上部、中筒体5内的碟簧7作为蓄能器会被压缩，之后碟簧7吸收的能量会反馈给系统中多线内螺旋接头4，当作用于钻头上的转矩降低时，工具将相应地伸长，可以自动增加扭矩，钻头将始终平稳地钻进，从而维持一个恒定的扭转载荷。

施工现场标定扭矩可以通过扭矩调整环8、推力轴承9、上接头10、预压套11、可退套筒12、单作用液压缸13来实现。将中筒体5通过台钳固定后，将可退套筒12插入上接头10与预压套11相连，预压套11前端压紧扭矩调整环8，标定扭矩时利用现场液压源通过单作用液压缸13推动可退套筒12使预压力消除，卸下上接头10，加压或减少相对应扭矩调整环8数量实现对于标定扭矩，标定扭矩后可退套筒12可取出，扭矩调整环8与碟簧7间加入轴向推力轴承9减少碟簧7与上接头10间摩擦力。