[发明专利]一种柔性绳防制动工具的防失效装置

说明书

本发明涉及一种柔性绳防制动工具的防失效装置，技术方案是：该防失效装置由互为间隙配合的芯轴和外套筒组成；芯轴上设置凹槽，外套筒上设置凸起滑块，凸起滑块置于芯轴的凹槽中，凹槽凸起滑块相互配合。通过本发明实现在柔性绳防制动工具的柔性绳断裂后，防制动工具在防失效装置作用下传递钻柱扭矩，继续钻进。

技术领域

本发明涉及石油、天然气开采、钻井工具领域，尤其是一种柔性绳防制动工具的防失效装置。

背景技术

随着石油勘探开发的发展，深井、水平井等复杂井的增多，遇到软硬交错地层时，容易出现卡滑的现象，引起钻头和钻具的频繁憋跳和扭振，导致钻头崩齿、损坏、井下钻具组合的损坏，使钻头机械钻速和破岩效率降低，钻井成本增加。为了解决这类问题，TOMAX公司的AST工具，通过螺旋花键与碟簧的组合，能有效的吸收卡滑引起的扭矩变化，且能把钻头向上提起；NEO-oi l tools公司的NEOTORK工具，采用柔性绳替代螺旋花键，相比而言，柔性绳的结构简单，成本较低，但是柔性绳虽然也能满足设计要求，但是柔性绳在极端工作条件下也会出现断裂的可能性，当柔性绳断裂后，防制动工具不在起作用，并且芯轴和外套筒之间自由旋转，钻井无法继续进行。

基于此，为了防止工具失效后，钻柱无法继续进行钻进，本发明提出一种柔性绳防制动工具的防失效装置。

发明内容

本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种柔性绳防制动工具的防失效装置，以解决钻井过程中防制动工具的柔性绳断裂后，钻柱无法继续钻进的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种柔性绳防制动工具的防失效装置，包括芯轴和外套筒，其特征是：芯轴和外套筒为间隙配合连接，芯轴上设置凹槽，外套筒上设置凸起滑块，凸起滑块置于芯轴的凹槽中，凹槽凸起滑块相互配合。

其特征是：所述的凸起滑块和凹槽可以为1对或者多对。

其特征是：所述的凹槽长度不小于凸起滑块长度与工具行程之和。

其特征是：所述的凹槽角度不小于凸起滑块角度与工具最大转动角度之和。

工具处于正常工作状态下，当钻头遇到卡滑时，扭矩增加，钻头转速相对变慢，防制动工具下端转速与钻头一致，上部转速与钻杆一致，工具出现转速差，芯轴与外套筒会发生相对转动，旋转后的芯轴在柔性绳的拉力作用下会向上运动，此时碟簧会被压缩，钻头会被向上稍微提起，钻头会迅速度过卡滑区，碟簧恢复正常位置，钻头再次恢复正常钻进，能减少钻头扭矩变化幅度，能有效的保护钻头与钻具，此时，外套筒上的凸起滑块在芯轴的凹槽内自由螺旋运动，凸起滑块的两侧与芯轴凹槽的两侧不接触。

当柔性绳防制动工具的柔性绳断裂后，芯轴在钻头反扭矩作用下旋转，外套筒上的凸起滑块的一侧和芯轴的凹槽一侧接触，传递来自钻柱的扭矩，保证在柔性绳断裂后工具还能正常钻进。

本发明提供的一种柔性绳防制动工具的防失效装置，通过采用以上的结构，具有以下的有益效果：采用该防失效装置，可以解决在柔性绳防制动工具的柔性绳断裂后，工具无法正常钻进问题，减少钻进过程中的起下钻。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的一种主视结构剖视示意图。

图2为本发明的I截面示意图。

图3为本发明的芯轴三维实体示意图。

图中：芯轴 1，密封套 2，外套筒 3，碟簧套筒 4，柔性绳5，碟簧芯轴 6，碟簧 7，芯轴凹槽 8，凸起滑块 9。

具体实施方式