[发明专利]一种油气井钻柱扭矩保护装置

摘要

本发明公开了一种油气井钻柱扭矩保护装置，主要由上接头、外壳、调节螺母、压套、钢珠套、卡簧、密封圈、下接头、推力球轴承、钢珠、碟簧、注油孔销钉和排气孔销钉组成，其特征在于上接头与上部钻柱连接并传递由上部钻柱传来的扭矩和钻压，下接头与下部钻柱或钻头连接；当钻头遇卡停止转动时，钻头上的扭矩无法用于破岩，但由于转盘持续转动，使钻柱上的扭矩持续增大；调节螺母、碟簧、压套、钢珠、钢珠套和下接头共同构成的扭矩保护机构当由上接头传递的扭矩过大时，碟簧轴向变形，钢珠被挤出下接头上的锥孔，使得上接头与下接头相对空转，即由转盘传递的动力不再直接作用于下接头，避免钻头及钻柱因承受过大的扭矩而出现扭断的情况。

主权项

1.一种油气井钻柱扭矩保护装置，主要由上接头(1)、外壳(2)、调节螺母(3)、压套(4)、钢珠套(5)、卡簧(6)、密封圈(7)、下接头(8)、推力球轴承(9)、钢珠(10)、碟簧(11)、注油孔销钉(12)和排气孔销钉(13)组成，其特征在于：所述上接头(1)与外壳(2)、调节螺母(3)与上接头(1)均通过螺纹连接；所述上接头(1)为阶梯轴状，设有调节螺纹(1a)与钢珠套台阶(1b)，所述调节螺纹(1a)用于与调节螺母(3)配合调节碟簧(11)的弹力大小，所述钢珠套台阶(1b)为正六边形，用于套装钢珠套(5)，在进行钻井作业时，由钻柱传递给上接头(1)的扭转动力可以通过配合的正六边形台阶传递给钢珠套(5)；所述上接头(1)在与外壳(2)、下接头(8)配合的位置均设有密封圈(7)；所述外壳(2)上设有注油孔和排气孔；所述调节螺母(3)上设有三个沿周向均布的调节孔(3a)，可以通过专用工具旋转调节螺母(3)进行调节，调节螺母(3)的下端设有支撑面(3b)，用于抵住碟簧(11)上端；所述压套(4)设有卡槽(4a)，用于卡住碟簧(11)下端，所述压套(4)下端为圆形空腔，用于套装钢珠套(5)、钢珠(10)和下接头(8)并用于压紧钢珠(10)；所述钢珠套(5)设有八个沿圆周方向均匀分布的用于限定钢珠(10)位置的定位孔(5a)以及用于传递扭矩的与上接头(1)配合的六面孔(5b)；所述卡簧(6)的作用是对钢珠套(5)进行限位从而防止钢珠套(5)从上接头(1)上脱离；所述下接头(8)为阶梯轴，其上端设有八个沿周向均布与钢珠(10)配合的锥孔(8a)，在进行钻井作业时，可以将由钢珠套传递过来的扭矩通过钢珠(10)与锥孔(8a)的配合传递给下接头(8)；所述调节螺母(3)、碟簧(11)、压套(4)、钢珠(10)、钢珠套(5)和下接头(8)共同构成扭矩保护机构，调节螺母(3)与碟簧(11)配合通过压套(4)将钢珠(10)压在下接头(8)的锥孔(8a)上；在进行钻进作业时，扭矩通过上接头(1)，再由钢珠套(5)传递给钢珠(10)，此时由于钢珠(10)被卡在锥孔(8a)内，所以可以带动下接头(8)一起旋转，进行钻进；当下端钻头遇到阻碍停止旋转时，与钻头连接的下接头(8)停止旋转，上接头(1)在上端钻柱的带动下开始集聚扭转能量，当达到将钢珠(10)挤出锥孔(8a)的能量时，上接头(1)相对下接头(8)空转，从而保护井下工具免于因扭矩过大而造成的破坏。