本實用新型涉及一種鉆頭扭矩限定工具,屬石油鉆井工具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著全球?qū)κ唾Y源需求的快速增長，鉆井的深度與地層的復(fù)雜程度越來越高，特別是在一些頁巖氣新探區(qū)，油氣藏埋藏深、地層堅硬、研磨性強和機(jī)械鉆速低，地層對PDC鉆頭施加過大的阻礙扭矩導(dǎo)致PDC鉆頭容易頻繁的發(fā)生制動現(xiàn)象，從而引起鉆頭和鉆具的高速旋轉(zhuǎn)和扭振，導(dǎo)致鉆頭崩齒、損壞、鉆具斷脫、井下鉆井工具（如旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)和垂鉆系統(tǒng)）和隨鉆測量儀器的損壞，嚴(yán)重影響鉆進(jìn)效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：提供一種結(jié)構(gòu)簡單，實用性好，可有效防止鉆井過程中地層對PDC鉆頭施加過大的阻礙扭矩導(dǎo)致PDC鉆頭容易頻繁的發(fā)生制動現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆頭崩齒、損壞、鉆具斷脫、井下鉆井工具和隨鉆測量儀器損壞的鉆頭扭矩限定工具。

本實用新型的技術(shù)方案是：

一種鉆頭扭矩限定工具；包括上接頭、碟簧、錐套筒、推片、傳動軸和輸出軸；其特征在于：傳動軸上端螺紋安裝有上接頭，傳動軸下端套裝有輸出軸，傳動軸上套裝有錐套筒，錐套筒與上接頭之間設(shè)置有碟簧，傳動軸的圓周上均布有安裝孔，安裝孔內(nèi)活動安裝有推片，推片的一端與輸出軸接觸連接，推片的另一端與錐套筒接觸連接。

所述的輸出軸與推片對應(yīng)的圓周上均布有弧形槽。

所述與輸出軸接觸的推片端頭為圓形。

所述的傳動軸和輸出軸分別為變徑體，傳動軸和輸出軸之間設(shè)置有密封件。

所述的推片為丁字形。

所述的推片與錐套筒的接觸端面分別為坡面，推片與錐套筒之間通過坡面滑動連接。

所述的安裝孔和推片數(shù)量分別為4個。

本實用新型的有益效果是：

該鉆頭扭矩限定工具，結(jié)構(gòu)簡單，實用性好，工作過程中，一旦輸出軸受到的扭矩過大時，推片從輸出軸的弧形槽內(nèi)退出，推片與輸出軸之間即可產(chǎn)生相對的轉(zhuǎn)動，由此避免了輸出軸下部鉆頭發(fā)生制動現(xiàn)象，從而避免鉆頭制動對鉆具組合的損害，延長了鉆具組合的使用壽命；輸出軸受到的扭矩為正常值時，推片夾緊輸出軸，傳動軸帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，即可保證鉆頭的正常鉆進(jìn)。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的推片的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1的A—A向正常工作狀態(tài)示意圖；

圖4為本實用新型的推片從弧形槽內(nèi)退出的示意圖。

圖中：1、上接頭,2、錐套筒，3、碟簧，4、推片，5、傳動軸，6、密封件，7、輸出軸， 8、弧形槽。

具體實施方式

該鉆頭扭矩限定工具包括上接頭1、碟簧3、錐套筒2、推片4、傳動軸5和輸出軸7；傳動軸5上端螺紋安裝有上接頭1，傳動軸5下端套裝有輸出軸7。傳動軸5和輸出軸7分別為變徑體，傳動軸5和輸出軸7之間設(shè)置有密封件6以防止井筒內(nèi)的雜質(zhì)由傳動軸5與輸出軸7之間進(jìn)入鉆井液流道。

傳動軸5上套裝有錐套筒2，錐套筒2與上接頭1之間設(shè)置有碟簧3，傳動軸5上端的圓周上均布有安裝孔，安裝孔內(nèi)活動安裝有推片4，安裝孔和推片4的數(shù)量分別為4個。

推片4為丁字形；與推片4對應(yīng)的輸出軸7圓周上軸向均布有弧形槽8。推片4的一端與輸出軸7接觸連接，與輸出軸7接觸的推片4端頭為圓形。推片4的另一端與錐套筒2接觸；推片4與錐套筒2的接觸端面分別為坡面，推片4與錐套筒2之間通過坡面的配合滑動連接。

該工具的上接頭用于連接鉆桿，輸出軸7用于連接鉆頭；正常工作狀態(tài)下，推片4的端頭位于輸出軸7的弧形槽8內(nèi)，推片4帶動輸出軸7轉(zhuǎn)動，輸出軸7與推片4之間不存在相對轉(zhuǎn)動；工作過程中，當(dāng)由鉆頭傳遞給輸出軸7的阻礙扭矩為正常值時，碟簧3有足夠大的推力抵住錐套筒2，無法上移的錐套筒2由此抵住推片4，推片4無法徑向移動，從而傳動軸5的旋轉(zhuǎn)扭矩可以由推片4傳遞給輸出軸7，由輸出軸7帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)（參見附圖1—3）。

當(dāng)由鉆頭傳遞給輸出軸7的阻礙扭矩力過大時，推片4被阻礙扭矩力從弧形槽8內(nèi)推出參見附圖4，此時輸出軸7與推片4之間可以發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，推片4被擠出的過程中，由于推片4與錐套筒2之間通過坡面的配合滑動連接。推片4對錐套筒2產(chǎn)生一個向上的推力，迫使錐套筒2向上移動并擠壓碟簧3；當(dāng)由鉆頭傳遞給輸出軸7的阻礙扭矩由過大減小到正常值時，碟簧3復(fù)位并推動錐套筒2下行，從而推動推片4徑向移動，使其再次插入到輸出軸7的弧形槽8內(nèi)，傳動軸5的旋轉(zhuǎn)扭矩再次得以正常傳遞，鉆頭恢復(fù)正常鉆進(jìn)狀態(tài)。

該鉆頭扭矩限定工具結(jié)構(gòu)簡單，實用性好，工作過程中，可有效防止鉆井過程中地層對鉆頭施加過大的阻礙扭矩導(dǎo)致鉆頭容易頻繁的發(fā)生制動現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致鉆頭崩齒、損壞、鉆具斷脫、井下鉆井工具和隨鉆測量儀器損壞的問題。延長了鉆具組合的使用壽命；特別適用于鉆井工具安裝使用。