一种解卡螺杆钻具的制作方法

1.本实用新型涉及石油天然气钻井技术领域，具体涉及一种解卡螺杆钻具。


背景技术：

2.在石油和天然气开采过程中，螺杆钻具的应用越来越广泛，螺杆钻具带动钻头破碎地层实现钻进，螺杆钻具通过地面泥浆泵将泥浆泵入钻柱内，带动螺杆钻具马达的转子在定子内做行星运动，转子带动与其连接的万向轴和传动轴旋转，进而传动轴带动钻头旋转，破碎地层。
3.钻头在破碎地层岩石的过程中，可能会遇到卡阻，使得钻头在井底无法上提或下压；遇卡后，通常的操作方法是提高钻柱的输入扭矩，从而提高钻头的输入扭矩，当扭矩大到足够克服阻力时，实现钻头解卡，现有技术中，在发生卡阻时，从上方向钻杆内投掷卡止物，以卡住主轴和壳体，通过卡止物传递扭矩，存在扭矩传递不方便，且扭矩传递效果难以保证的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种解卡螺杆钻具，能够解决现有技术中存在扭矩传递不方便，且扭矩传递效果难以保证的问题。
5.为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
6.提供一种解卡螺杆钻具，其包括：
7.外壳体，所述外壳体的内侧设有至少一第一离合槽；
8.主轴，所述主轴的外侧设有与所述第一离合槽相对应的第二离合槽，所述主轴可位于所述外壳体内转动；
9.解卡总成，其设在所述外壳体和主轴之间，与所述主轴连接，所述解卡总成被配置为：当所述主轴的转速低于设定转速时，所述解卡总成部分卡设在所述第一离合槽与第二离合槽中，将所述外壳体的扭矩传递至所述主轴。
10.在上述技术方案的基础上，
11.在一些可选的方案中，所述解卡总成包括：
12.离合套，其套设在所述主轴外侧，与所述主轴同步转动；
13.与所述第二离合槽对应的离合爪，其中部通过销杆安装在所述离合套上，当所述主轴的转速低于设定转速时，所述离合爪一端卡设在所述第一离合槽中，另一端卡设在所述第二离合槽中。
14.在一些可选的方案中，所述销杆的外侧套设有扭力弹簧，所述扭力弹簧一端抵接在所述离合爪上，另一端抵接在所述离合套上，用于提供所述离合爪卡设在所述第二离合槽的扭力。
15.在一些可选的方案中，所述离合套上设有安装槽，所述离合爪上设有凸台，所述扭力弹簧一端抵接在所述安装槽的侧壁，另一端抵接在所述凸台的侧壁。
16.在一些可选的方案中，所述外壳体的内侧周向间隔设有五个所述第一离合槽，与所述第一离合槽对应设置的五个所述第二离合槽，周向间隔设在所述主轴外侧，所述离合爪一端卡设在所述第二离合槽中，另一端卡设在与该第二离合槽对应的第一离合槽中。
17.在一些可选的方案中，所述主轴设有中心孔，用于使泥浆在所述主轴中通过转移至马达总成。
18.在一些可选的方案中，所述主轴上通过喷嘴螺母设有喷嘴，所述喷嘴用于将泥浆流出至所述解卡总成。
19.在一些可选的方案中，所述外壳体的内侧设有中间短节，所述中间短节随所述外壳体同步转动，用于安装所述解卡总成。
20.在一些可选的方案中，所述中间短节上套设有上径向轴承静套，所述主轴上套设有上径向轴承动套，所述上径向轴承静套和上径向轴承动套用于配合扶正所述主轴。
21.在一些可选的方案中，所述上径向轴承动套和所述主轴之间设有轴调整垫，所述上径向轴承静套和所述中间短节之间设有壳体调整垫。
22.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
23.使用该解卡螺杆钻具时，在外壳体的内侧设有至少一个第一离合槽，在主轴的外侧设有与第一离合槽相对应的第二离合槽，主轴可以在外壳体内部转动，解卡总成设在外壳体和主轴之间，当主轴的转速低于设定转速时，解卡总成部分卡设在第一离合槽与第二离合槽中，将外壳体的扭矩传递至主轴。通过主轴的转速低于设定转速时，解卡总成部分卡设在第一离合槽与第二离合槽中，将外壳体的扭矩传递至主轴，使主轴解卡，传递扭矩方便，且实现效果好，能够解决现有技术中存在扭矩传递不方便，且扭矩传递效果难以保证的问题。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型一种解卡螺杆钻具实施例中的解卡总成横截面结构示意图；
26.图2为本实用新型一种解卡螺杆钻具实施例上部的结构示意图；
27.图3为本实用新型一种解卡螺杆钻具实施例中部的结构示意图；
28.图4为本实用新型一种解卡螺杆钻具实施例下部的结构示意图；
29.图5为本实用新型一种解卡螺杆钻具实施例中的解卡总成结构示意图；
30.图6为本实用新型一种解卡螺杆钻具实施例中的上万向轴总成结构示意图。
31.图中：1、垫片；2、解卡总成；21、离合套；22、离合爪；23、销杆；24、扭力弹簧；3、马达总成；4、上万向轴总成；41、上接头；411、上流通孔；5、万向轴总成；6、传动轴；7、下径向轴承动套；8、下径向轴承静套；9、上径向轴承静套；10、上径向轴承动套；11、外壳体；111、中间短节；112、上短节；12、主轴；121、喷嘴螺母；122、喷嘴；13、锁紧螺母。
具体实施方式
32.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.以下结合附图对本实用新型一种解卡螺杆钻具的实施例作进一步详细说明。
34.如图1-图6所示，本实用新型实施例提供一种解卡螺杆钻具，其包括：
35.外壳体11，外壳体11的内侧设有至少一第一离合槽；
36.主轴12，主轴12的外侧设有与第一离合槽相对应的第二离合槽，主轴12可位于外壳体11内转动；
37.解卡总成2，其设在外壳体11和主轴12之间，与主轴12连接，解卡总成2被配置为：当主轴12的转速低于设定转速时，解卡总成2部分卡设在第一离合槽与第二离合槽中，将外壳体11的扭矩传递至主轴12。
38.使用该解卡螺杆钻具时，在外壳体11的内侧设有至少一个第一离合槽，在主轴12的外侧设有与第一离合槽相对应的第二离合槽，主轴12可以在外壳体11内部转动，解卡总成2设在外壳体11和主轴12之间，当主轴12的转速低于设定转速时，解卡总成2部分卡设在第一离合槽与第二离合槽中，将外壳体11的扭矩传递至主轴12。通过主轴12的转速低于设定转速时，解卡总成2部分卡设在第一离合槽与第二离合槽中，将外壳体11的扭矩传递至主轴12，使主轴12解卡，传递扭矩方便，且实现效果好，能够解决现有技术中存在扭矩传递不方便，且扭矩传递效果难以保证的问题。
39.在本例中，还包括上万向轴总成4和马达总成3，上万向轴总成4的下端与马达总成3转子上端的防掉杆连接，上万向轴总成4的上端与主轴12连接，解卡总成2中的锁紧短节与马达总成3的防掉接头连接，主轴12上安装有轴调整垫，下径向轴承动套7套设在轴调整垫外侧，壳体调整垫套设在轴调整垫的外侧，下径向轴承静套8套设在下径向轴承动套7外侧，确保主轴12与外壳体11的同轴性，将上万向轴总成4穿过锁紧短节，再将上万向轴总成4连接到主轴12上锁紧轴调整垫和下径向轴承动套7，再将锁紧短节连接到中间短节111上，用以锁紧壳体调整垫和下径向轴承静套8。
40.上万向轴总成4包括上接头41、球座、支撑球、防掉半环、锁母、中间轴、下接头和密封套，上接头41上设有上流通孔411，下接头上设有下流通孔，用于泥浆流通，下接头上的泥浆通流孔中镶嵌有防止高流速泥浆冲蚀的衬套。
41.还包括万向轴总成5和传动轴6，万向轴总成5用于保证外壳体11和主轴12同轴转动，传动轴6用于传递动力给钻头。
42.主轴12下端与上万向轴总成4的上接头41为螺纹连接或花键连接。
43.如图1和图5所示，在一些可选的实施例中，解卡总成2包括：
44.离合套21，其套设在主轴12外侧，与主轴12同步转动；
45.与第二离合槽对应的离合爪22，其中部通过销杆23安装在离合套21上，当主轴12的转速低于设定转速时，离合爪22一端卡设在第一离合槽中，另一端卡设在第二离合槽中。
46.在本实施例中，具体说明了解卡总成2的结构，解卡总成2包括离合套21和与第二离合槽对应的离合爪22，离合套21套设在主轴12外侧，与主轴12同步转动，离合爪22中部通
过销杆23安装在离合套21上，当主轴12的转速低于设定转速时，离合爪22一端卡设在第一离合槽中，另一端卡设在第二离合槽中，结构简单，方便制造。
47.如图1和图5所示，在一些可选的实施例中，销杆23的外侧套设有扭力弹簧24，扭力弹簧24一端抵接在离合爪22上，另一端抵接在离合套21上，用于提供离合爪22卡设在第二离合槽的扭力。
48.在本实施例中，在销杆23的外侧套设有扭力弹簧24，将扭力弹簧24一端抵接在离合爪22上，另一端抵接在离合套21上，提供离合爪22卡设在第二离合槽的扭力，防止转动时的离心力使离合爪22脱离第二离合槽。
49.在一些可选的实施例中，离合套21上设有安装槽，离合爪22上设有凸台，扭力弹簧24一端抵接在安装槽的侧壁，另一端抵接在凸台的侧壁。
50.在本实施例中，在离合套21上设有安装槽，离合爪22上设有凸台，将扭力弹簧24一端抵接在安装槽的侧壁，另一端抵接在凸台的侧壁，安装时方便，扭力弹簧24不容易脱离。
51.如图1所示，在一些可选的实施例中，外壳体11的内侧周向间隔设有五个第一离合槽，与第一离合槽对应设置的五个第二离合槽，周向间隔设在主轴12外侧，离合爪22一端卡设在第二离合槽中，另一端卡设在与该第二离合槽对应的第一离合槽中。
52.在本实施例中，在外壳体11的内侧周向间隔设五个第一离合槽，五个第二离合槽周向间隔设在主轴12外侧，第一离合槽和第二离合槽一一对应，离合爪22一端卡设在第二离合槽中，另一端卡设在与该第二离合槽对应的第一离合槽中，受力情况更好，结构更稳定。
53.在一些可选的实施例中，主轴12设有中心孔，用于使泥浆在主轴12中通过转移至马达总成3。
54.在本实施例中，在主轴12上设有中心孔，使泥浆在主轴12中通过转移至马达总成3，留有泥浆循环通路，防止井壁失稳，造成垮塌等次生事故。
55.如图5所示，在一些可选的实施例中，主轴12上通过喷嘴螺母121设有喷嘴122，喷嘴122用于将泥浆流出至解卡总成2。
56.在本实施例中，在主轴12上通过喷嘴螺母121设有喷嘴122，中心孔内的泥浆通过喷嘴122流出至解卡总成2，对解卡总成2进行降温后，再流入马达总成3。
57.在本例中，喷嘴螺母121与主轴12之间设有垫片1，加大接触的面积，对产生的压力进行降低，同时能够防止喷嘴螺母121和其它零件的松动，并其到保护的作用。
58.泥浆通过喷嘴122、主轴12的中心孔和上万向轴总成4的上接头41的上流通孔411后进入马达总成3。
59.如图5所示，在一些可选的实施例中，外壳体11的内侧设有中间短节111，中间短节111随外壳体11同步转动，用于安装解卡总成2。
60.在本实施例中，在外壳体11的内侧设有中间短节111，并与中间短节111连接，中间短节111随外壳体11同步转动，用于安装解卡总成2，方便安装，使结构更稳定。
61.如图5所示，在一些可选的实施例中，中间短节111上套设有上径向轴承静套9，主轴12上套设有上径向轴承动套10，上径向轴承静套9和上径向轴承动套10用于配合扶正主轴12。
62.在本实施例中，在中间短节111上套设有上径向轴承静套9，主轴12上套设有上径
向轴承动套10，使上径向轴承静套9和上径向轴承动套10配合扶正主轴12，保证主轴12与外壳体11的同轴性。
63.如图5所示，在一些可选的实施例中，上径向轴承动套10和主轴12之间设有轴调整垫，上径向轴承静套9和中间短节111之间设有壳体调整垫。
64.在本实施例中，在上径向轴承动套10和主轴12之间设有轴调整垫，上径向轴承静套9和中间短节111之间设有壳体调整垫，防止上径向轴承动套10与主轴12之间存在间隙，上径向轴承静套9与中间短节111之间存在间隙，使上径向轴承静套9与上径向轴承动套10在径向方向晃动，不稳定。
65.在本例中，中间短节111上设有上短节112，上短节112用于锁紧上径向轴承静套9和壳体调整垫，主轴12上设有锁紧螺母13，锁紧螺母13用于使上径向轴承动套10和轴调整垫固定在主轴12上，锁紧，防止壳体调整垫与轴调整垫脱落。
66.径向扶正轴承为硬质合金径向轴承。
67.综上所述，使用该解卡螺杆钻具时，在外壳体11的内侧设有至少一个第一离合槽，在主轴12的外侧设有与第一离合槽相对应的第二离合槽，主轴12可以在外壳体11内部转动，解卡总成2设在外壳体11和主轴12之间，当主轴12的转速低于设定转速时，解卡总成2部分卡设在第一离合槽与第二离合槽中，将外壳体11的扭矩传递至主轴12。通过主轴12的转速低于设定转速时，解卡总成2部分卡设在第一离合槽与第二离合槽中，将外壳体11的扭矩传递至主轴12，使主轴12解卡，传递扭矩方便，且实现效果好，能够解决现有技术中存在扭矩传递不方便，且扭矩传递效果难以保证的问题。
68.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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技术和简化描述，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技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
69.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
70.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种解卡螺杆钻具，其特征在于，包括：外壳体(11)，所述外壳体(11)的内侧设有至少一第一离合槽；主轴(12)，所述主轴(12)的外侧设有与所述第一离合槽相对应的第二离合槽，所述主轴(12)可位于所述外壳体(11)内转动；解卡总成(2)，其设在所述外壳体(11)和主轴(12)之间，与所述主轴(12)连接，所述解卡总成(2)被配置为：当所述主轴(12)的转速低于设定转速时，所述解卡总成(2)部分卡设在所述第一离合槽与第二离合槽中，将所述外壳体(11)的扭矩传递至所述主轴(12)。2.如权利要求1所述的一种解卡螺杆钻具，其特征在于，所述解卡总成(2)包括：离合套(21)，其套设在所述主轴(12)外侧，与所述主轴(12)同步转动；与所述第二离合槽对应的离合爪(22)，其中部通过销杆(23)安装在所述离合套(21)上，当所述主轴(12)的转速低于设定转速时，所述离合爪(22)一端卡设在所述第一离合槽中，另一端卡设在所述第二离合槽中。3.如权利要求2所述的一种解卡螺杆钻具，其特征在于，所述销杆(23)的外侧套设有扭力弹簧(24)，所述扭力弹簧(24)一端抵接在所述离合爪(22)上，另一端抵接在所述离合套(21)上，用于提供所述离合爪(22)卡设在所述第二离合槽的扭力。4.如权利要求3所述的一种解卡螺杆钻具，其特征在于，所述离合套(21)上设有安装槽，所述离合爪(22)上设有凸台，所述扭力弹簧(24)一端抵接在所述安装槽的侧壁，另一端抵接在所述凸台的侧壁。5.如权利要求2所述的一种解卡螺杆钻具，其特征在于，所述外壳体(11)的内侧周向间隔设有五个所述第一离合槽，与所述第一离合槽对应设置的五个所述第二离合槽，周向间隔设在所述主轴(12)外侧，所述离合爪(22)一端卡设在所述第二离合槽中，另一端卡设在与该第二离合槽对应的第一离合槽中。6.如权利要求1所述的一种解卡螺杆钻具，其特征在于，所述主轴(12)设有中心孔，用于使泥浆在所述主轴(12)中通过转移至马达总成(3)。7.如权利要求4所述的一种解卡螺杆钻具，其特征在于，所述主轴(12)上通过喷嘴螺母(121)设有喷嘴(122)，所述喷嘴(122)用于将泥浆流出至所述解卡总成(2)。8.如权利要求1所述的一种解卡螺杆钻具，其特征在于，所述外壳体(11)的内侧设有中间短节(111)，所述中间短节(111)随所述外壳体(11)同步转动，用于安装所述解卡总成(2)。9.如权利要求8所述的一种解卡螺杆钻具，其特征在于，所述中间短节(111)上套设有上径向轴承静套(9)，所述主轴(12)上套设有上径向轴承动套(10)，所述上径向轴承静套(9)和上径向轴承动套(10)用于配合扶正所述主轴(12)。10.如权利要求9所述的一种解卡螺杆钻具，其特征在于，所述上径向轴承动套(10)和所述主轴(12)之间设有轴调整垫，所述上径向轴承静套(9)和所述中间短节(111)之间设有壳体调整垫。

技术总结
本实用新型公开了一种解卡螺杆钻具，涉及石油天然气钻井技术领域，该钻具包括外壳体，外壳体的内侧设有至少一第一离合槽；主轴，主轴的外侧设有与第一离合槽相对应的第二离合槽，主轴可位于外壳体内转动；解卡总成，其设在外壳体和主轴之间，与主轴连接，解卡总成被配置为：当主轴的转速低于设定转速时，解卡总成部分卡设在第一离合槽与第二离合槽中，将外壳体的扭矩传递至主轴。通过主轴的转速低于设定转速时，解卡总成部分卡设在第一离合槽与第二离合槽中，将外壳体的扭矩传递至主轴，使主轴解卡，传递扭矩方便，且实现效果好，能够解决现有技术中存在扭矩传递不方便，且扭矩传递效果难以保证的问题。难以保证的问题。难以保证的问题。


技术研发人员：肖平 吴益 张小俊 聂宇晗 湛蔚
受保护的技术使用者：中石化江钻石油机械有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/9/3