利索能及
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专利号: 2022107492660
申请人: 重庆科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种连续油管钻井井下抗扭支撑装置,其特征在于:包括供钻井高压流体流通的中心花键管(1),所述中心花键管(1)上通过花键套接有呈圆筒状的电控液动总成(2)和抗扭支撑总成(3);所述抗扭支撑总成(3)包括支撑槽筒(301)和安装缸筒(302),在所述支撑槽筒(301)与所述中心花键管(1)之间预留有第一腔室,所述第一腔室中设置有支撑机构(304),在所述安装缸筒(302)与所述中心花键管(1)之间预留有第二腔室,所述第二腔室中设置有转动机构(306);其中:所述电控液动总成(2)用于控制所述转动机构(306)驱动所述支撑机构(304)沿径向展开或收回,以闭合或切断抗扭支撑装置与钻井井壁间的扭矩传递;

所述支撑机构(304)包括凸轮轴(308)以及围绕所述凸轮轴(308)周侧设置的若干支撑块(309),相邻两个支撑块(309)间连接有弹性件(307);当所述凸轮轴(308)转动时,所述支撑块(309)可通过所述支撑槽筒(301)的对应槽口(310)径向伸缩;

所述凸轮轴(308)通过复位弹簧(311)支撑在所述支撑槽筒(301)的筒底,在所述支撑槽筒(301)上还设置有回位缸筒(303),所述回位缸筒(303)的顶部密封有端盖(312),所述端盖(312)与所述凸轮轴(308)之间还设置有可开合的第一卡接结构;

所述转动机构(306)包括斜花键轴(315)以及设置在所述斜花键轴(315)下方的斜花键筒(316),当所述斜花键筒(316)轴向移动时能够实现所述斜花键轴(315)的正转或反转;在所述斜花键轴(315)与所述凸轮轴(308)之间还设置有可开合的第二卡接结构,当所述第二卡接结构处于啮合状态时,所述凸轮轴(308)能够伴随所述斜花键轴(315)的转动而转动;

所述回位缸筒(303)与所述中心花键管(1)间预留有第三腔室,所述第三腔室中形成有回位活塞缸(313),在所述回位活塞缸(313)中设置有与所述凸轮轴(308)连接的回位活塞杆(314);所述电控液动总成(2)能够控制所述回位活塞杆(314)驱动所述凸轮轴(308)沿轴向移动,以实现所述第一卡接结构或第二卡接结构的开合;

在所述安装缸筒(302)的底部设置有驱动缸筒(305),所述驱动缸筒(305)与所述中心花键管(1)间预留有第四腔室,所述第四腔室中形成有驱动活塞缸(317),在所述驱动活塞缸(317)中设置有与所述斜花键筒(316)连接的驱动活塞杆(318),所述电控液动总成(2)能够控制所述驱动活塞杆(318)驱动所述斜花键筒(316)沿轴向移动;

所述抗扭支撑总成(3)还包括容积补偿机构(319),所述容积补偿机构(319)伴随着所述回位活塞杆(314)和驱动活塞杆(318)的动作,动态平衡所述第一腔室、所述第二腔室、所述第三腔室和所述第四腔室的压强;其中:所述容积补偿机构(319)包括容积补偿缸(320),所述容积补偿缸(320)中还设置有动态补偿活塞(321),在所述容积补偿缸(320)的缸壁上还开设有与抗扭支撑装置环空相通的钻井液流通口;

所述电控液动总成(2)包括电力控制系统(201)和液动系统(202),所述液动系统(202)包括连通中心花键管(1)管腔及抗扭支撑装置环空的钻井液流通通道,在所述钻井液流通通道中设置有阀组件;其中:所述电力控制系统(201)通过切换所述阀组件的阀位,能够利用所述回位活塞杆(314)及所述驱动活塞杆(318)活塞两侧的流体压差控制二者轴向运动。

2.一种随钻抗扭支撑系统,其特征在于:包括用于连接连续油管或加重钻杆的上接头(4)以及用于连接钻井工具的下接头(5),在所述上接头(4)与所述下接头(5)之间相对设置有上、下两级如权利要求1所述的抗扭支撑装置,两级所述抗扭支撑装置间通过伸缩机构总成(6)连接。

3.根据权利要求2所述的随钻抗扭支撑系统,其特征在于:上、下两级所述抗扭支撑装置的中心花键管共用,且上、下两级所述抗扭支撑装置的抗扭支撑总成均可在所述中心花键管上轴向滑移;其中:所述伸缩机构总成(6)包括与上级抗扭支撑总成(3a)连接的伸缩缸筒(601),所述伸缩缸筒(601)中设置有与下级抗扭支撑总成(3b)连接的伸缩活塞杆(602),所述伸缩活塞杆(602)通过上级所述抗扭支撑装置的电控液动总成控制。