[发明专利]一种电机驱动式顶驱下套管工具

摘要

一种电机驱动式顶驱下套管工具，上芯轴的上、下两端各设置有螺纹，上芯轴的上螺纹与顶驱装置连接，上芯轴的下螺纹与下芯轴连接；上芯轴外侧安装有电机驱动系统；电机驱动系统下端螺栓连接有动力传递系统；动力传递系统内安装有卡瓦系统。工作时，电机系统的大齿轮通过下端的螺纹传动，将电机的旋转运动转换为卡瓦的轴向驱动力，使卡瓦沿楔面胀开，进而实现卡瓦撑紧套管内壁的目的。本发明采用电机驱动，无液压驱动，更环保安全；卡瓦上有交错的横向和环向的卡瓦牙，可以增加工具传递顶驱扭矩的能力；同时，使用本工具还能随时旋转套管、提放套管、循环泥浆，从而提高下套管作业效率和安全性，降低钻井综合成本。

主权项

1.一种电机驱动式顶驱下套管工具，包括上芯轴（1）、电机驱动系统（2）、动力传递系统（3）、卡瓦系统（4）、导向密封系统（5），其特征为：上芯轴（1）的上、下两端各设置有螺纹，上芯轴（1）的上螺纹与顶驱连接，上芯轴（1）的下螺纹与下芯轴（40）连接；上芯轴（1）外侧安装有电机驱动系统（2）；电机驱动系统（2）下端螺栓连接有动力传递系统（3）；动力传递系统（3）内安装有卡瓦系统（4）；卡瓦系统（4）下端螺纹连接有导向密封系统（5）；所述上芯轴（1）的上、下两端各设置有锥螺纹，上芯轴（1）的上锥螺纹下侧设置有一段外螺纹（10），外螺纹（10）连接有小圆螺母；上芯轴（1）的下锥螺纹上侧设置有台阶（11）；小轴承（23）安装于小圆螺母与台阶（11）之间；小轴承（23）外安装有电机驱动系统（2）；所述电机驱动系统（2）包括电机（20）、小轴承上端盖（21）、悬挂筒（22）、小轴承（23）、转动筒（24）、小轴承下端盖（25）、大齿轮（26）、球形滚珠（27）、防转销（28）、挡盖（29）、螺纹筒（30）；所述转动筒（24）呈空心圆柱状，转动筒（24）内表面安装有小轴承（23），转动筒（24）能相对上芯轴（1）转动；转动筒（24）外表面中部设置有台阶，台阶中部设置有环向半圆弧凹槽，半圆弧凹槽的中部设置一条轴向半圆弧形凹槽；转动筒（24）上、下两端面均设置有螺纹孔，转动筒（24）的上螺纹孔经螺栓连接有小轴承上端盖（21），转动筒（24）的下螺纹孔经螺栓连接有小轴承下端盖（25）；转动筒（24）外套有大齿轮（26），大齿轮（26）的内表面上侧设置有环向半圆弧形凹槽，环向半圆弧形凹槽与转动筒（24）的环向半圆弧凹槽组成环向圆形凹槽，环向圆形凹槽内安装有球形滚珠（27），转动筒（24）与大齿轮（26）能相对转动；大齿轮（26）半圆弧凹槽的中部设置有一条轴向半圆弧形凹槽，轴向半圆弧形凹槽与转动筒（24）的轴向半圆弧凹槽组成轴向的圆形孔，轴向的圆形孔用于球形滚珠（27）的装配；大齿轮（26）外表面呈阶梯轴状，大齿轮（26）的大轴端设置有齿轮，齿轮与电机（20）的小齿轮相互啮合，大齿轮（26）的小轴端设置有外螺纹；大齿轮（26）经外螺纹连接有螺纹筒（30），螺纹筒（30）呈空心圆柱状，螺纹筒（30）内表面设置有阶梯，阶梯用于定位安装大轴承（31），阶梯的上侧设置有内螺纹，内螺纹与大齿轮（26）的螺纹形成丝扣连接；螺纹筒（30）上端面均布有四个沿轴向的半圆形孔；螺纹筒（30）的下端表面设置有螺纹孔，螺纹筒（30）经螺栓连接有大轴承端盖（32）；螺纹筒（30）上侧外表面经防转销（28）连接有悬挂筒（22），悬挂筒（22）呈空心圆柱形；悬挂筒（22）内表面设置有阶梯，阶梯上均布有沿轴向的半圆形孔，半圆形孔与螺纹筒（30）的半圆形孔形成圆柱孔，圆柱孔内安装有防转销（28）；悬挂筒（22）上、下两端面各设置有螺纹孔，上螺纹孔经螺栓连接有小轴承上端盖（21），下螺纹孔经螺栓连接有挡盖（29）；小轴承上端盖（21）设置有转动筒连接通孔，悬挂筒连接通孔、电机安装通孔；电机（20）经螺栓紧固于小轴承上端盖（21）的表面，电机（20）的小齿轮穿过小轴承上端盖（21）与大齿轮（26）啮合；所述电机驱动系统（2）与动力传递系统（3）螺栓连接，所述动力传递系统（3）包括大圆螺母（34）、大轴承（31）、大轴承端盖（32）、卡瓦座（33）；所述卡瓦座（33）内表面套有下芯轴（40），卡瓦座（33）外表面呈阶梯状；卡瓦座（33）下侧设置有开口的斜T形槽，斜T形槽内安装有卡瓦（41）；斜T形槽上侧设置有台阶，台阶上侧设置有外螺纹，外螺纹上连接有大圆螺母（34）；大轴承（31）安装于台阶与大圆螺母（34）之间；大轴承（31）由大轴承端盖（32）定位、紧固；动力传递系统（3）能相对下芯轴（40）转动；所述卡瓦系统（4）包括下芯轴（40）、卡瓦（41）；所述下芯轴（40）外表面下侧设置有外楔面，所述卡瓦（41）内侧下表面设置有内楔面；卡瓦（41）的内楔面安装于下芯轴（40）的外楔面内；卡瓦（41）能沿下芯轴（40）的楔面滑动；卡瓦（41）外表面交错设置有纵向卡瓦牙（42）、横向卡瓦牙（43）；所述下芯轴（40）下端经螺纹连接有导向密封系统（5），导向密封系统（5）包括防突环（50）、胶筒（51）、导向头（52）；胶筒（51）安装于防突环（50）与导向头（52）之间，导向头（52）与下芯轴（40）螺纹连接。