CN202788680U - 反扣不换向大扭矩倒扣器 - Google Patents

Abstract

一种反扣不换向大扭矩倒扣器，设有上接头，偏心主轴顶部与上接头连接，且具有一偏心轴部；锚定器设置于偏心主轴的上部；谐波齿轮减速器设置于锚定器的下方；其包括：外齿轮外侧表面具有啮合齿牙；该外齿轮套设于偏心主轴的上，且对应偏心主轴的偏心轴部同轴设置，外齿轮与偏心轴部之间能够相对运动地配合；内齿轮内侧表面具有能够与外齿轮对应啮合的齿牙；内齿轮与倒扣器同轴设置并套设于外齿轮外部，内齿轮的齿牙数大于外齿轮的齿牙数；下接头对应抵顶偏心主轴的底端；谐波齿轮减速器能够相对于倒扣器沿圆周方向转动地设置，且内齿轮的底端与下接头连接；借此，在使用倒扣器过程中无需进行反向的倒扣操作。

Description

反扣不换向大扭矩倒扣器

技术领域

本实用新型涉及一种倒扣器，尤其是设计一种反扣不换向大扭矩倒扣器。

背景技术

随着水平井采油技术在油田开发中的推广应用，水平井数量逐年增多，同时，由于油层出砂、套变、井下工具卡等原因，造成水平井修井过程中常常出现卡管柱等生产事故，又因为水平井特殊的井身结构，使水平井修井难度增加，尤其是在接近水平段以下井筒内管柱的解卡、打捞问题，以往主要采用大负荷提拉解卡和利用大修转盘旋转倒扣解卡等方式，因上提或旋转倒扣时力和力矩的传递在水平拐点附近损失大，针对卡点的有效解卡力或力矩难以达到解卡或倒扣的要求，造成修井的效率和成功率低。

另外，针对井下倒扣解卡问题，以往使用过的倒扣器均采用行星齿轮传动结构，由于受井筒井眼尺寸限制，行星齿轮的强度低、承受扭矩小，同时传动比小、输出扭矩也小，在对井下筛管等管柱解卡时，倒扣扭矩不能满足倒扣强度要求。

如中国专利200510047101.5公开了一种倒扣器，代替反扣钻杆，使钻杆在井下减速后增大扭矩，保证井下作业倒扣解卡打捞正常进行，避免有天大修井作业时工具本身发生螺纹挤损、倒散，造成丝扣滑脱现象。但该倒扣器在使用过程当中，必须使用反向扭矩进行井下作业，在实施使用过程当中带来了诸多不便。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种反扣不换向大扭矩倒扣器，在使用倒扣器过程中无需进行反向的倒扣操作。

本实用新型的技术解决方案是：

一种反扣不换向大扭矩倒扣器，其中，所述倒扣器设有：

上接头，

偏心主轴，其顶部与所述上接头连接，且具有一偏心轴部；

锚定器，设置于所述偏心主轴的上部；

谐波齿轮减速器，设置于所述锚定器的下方；其包括：

外齿轮，其外侧表面具有啮合齿牙；该外齿轮套设于所述偏心主轴的上，且对应所述偏心主轴的偏心轴部同轴设置，所述外齿轮与所述偏心轴部之间能够相对运动地配合；

内齿轮，其内侧表面具有能够与所述外齿轮对应啮合的齿牙；该内齿轮与该倒扣器

同轴设置并套设于所述外齿轮外部，该内齿轮的齿牙数大于所述外齿轮的齿牙数；

下接头，对应抵顶所述偏心主轴的底端；

所述谐波齿轮减速器能够相对于所述倒扣器沿圆周方向转动地设置，且所述内齿轮的底端与所述下接头连接。

上述的反扣不换向大扭矩倒扣器，其中，所述外齿轮上端连接有联轴器，所述联轴器上端连接有连接套，所述连接套顶部与所述锚定卡瓦连接，并经由轴承套设于所述偏心主轴上；所述内齿轮对应所述连接套的外表面设有圆柱滚子，并与所述连接套之间轴向限位；所述外齿轮与所述偏心轴部之间设有圆柱滚子。

上述的反扣不换向大扭矩倒扣器，其中，所述上接头的下端与所述偏心主轴上端之间及所述锚定器与所述连接套之间分别设有丝扣和增矩环，所述锚定器与所述谐波齿轮减速器之间设有增矩环。

上述的反扣不换向大扭矩倒扣器，其中，所述连接套上端面具有90°锯形齿牙，并与其上方的所述增矩环下端面的锯形齿牙镶嵌固定。

上述的反扣不换向大扭矩倒扣器，其中，所述联轴器两端分别设置有千斤与所述所述连接套及所述外齿轮抵顶。

上述的反扣不换向大扭矩倒扣器，其中，所述内齿轮下端内孔与所述下接头上端的内孔相互套合，且所述下结构上端外侧与所述偏心主轴下端外侧之间对应设置有挡圈、轴承、轴承衬套、滚针轴承、弹性挡圈及密封圈。

由以上说明得知，本实用新型与现有技术相比较，确实可达到如下的功效：

本实用新型通过利用谐波齿轮传动原理，采用偏心主轴驱动内、外齿轮进行谐波传动的减速机构，锚定部位采用了锚块旋转渐开锚定方式。因此，本实用新型体积小、扭矩大。由于其高传动比和大输出扭矩，井下倒扣效率高、成功率高，地面设备及钻杆承受扭矩小。同时，考虑到在修井解卡过程中，多数施工队伍习惯使用反扣钻杆的实际情况，本实用新型的反扣不换向(即同向减速)的结构形式，方便了现场使用。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例整体结构的示意图；

图2为本实用新型较佳实施例的上部分结构的示意图；

图3为本实用新型较佳实施例的下部分结构的示意图；

图4为本实用新型较佳实施例偏心轴部的截面结构示意图。

主要元件标号说明：

1：上接头             2：增矩环           3：偏心主轴

4：锚定器             5：偏心轴部         7：钢球

8：螺钉               11：深沟球轴承      12：滚针轴承

13：连接套            14：螺钉            15：钢球

16：圆柱滚子          17：千斤            18：联轴器

19：圆柱滚子          20：外齿轮          21：内齿轮

22：挡圈              23：轴承            24：弹性挡圈

25：轴承衬套          26：滚针轴承        27：弹性挡圈

28：密封圈            30：下接头

具体实施方式

本发明的一种反扣不换向大扭矩倒扣器，设有：上接头、偏心主轴、锚定器、谐波齿轮减速器及下接头；偏心主轴顶部与所述上接头连接，且具有一偏心轴部；锚定器设置于所述偏心主轴的上部；谐波齿轮减速器设置于所述锚定器的下方；谐波齿轮减速器包括：外齿轮和内齿轮；外齿轮外侧表面具有啮合齿；该外齿轮套设于所述偏心主轴的上，且对应所述偏心主轴的偏心轴部同轴设置，所述外齿轮与所述偏心轴部之间能够相对运动地配合；内齿轮内侧表面具有能够与所述外齿轮对应啮合的齿牙；该内齿轮同轴设置于该倒扣器上并对应套设于所述外齿轮外部，该内齿轮的齿牙数大于所述外齿轮的齿牙数；下接头对应抵顶所述偏心主轴的底端；所述谐波齿轮减速器能够相对于所述倒扣器沿圆周方向转动地设置，且所述内齿轮的底端与所述下接头连接。

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

请参阅图1至图3所示，为本实用新型的反扣不换向大扭矩倒扣器较佳实施例的结构示意图，本实用新型的反扣不换向大扭矩倒扣器，较佳的，所述倒扣器设有：

上接头1、偏心主轴3、锚定器4、谐波齿轮减速器及下接头；偏心主轴3顶部与所述上接头1连接，且具有一偏心轴部5；所述偏心轴部5为一段轴心与偏心主轴3轴心错开的圆柱杆段，在一偏心主轴3的轴心转动的过程中，偏心轴部5的轴心绕所述偏心主轴3的轴心转动。而所述锚定器4设置于所述偏心主轴3的上部。

所述谐波齿轮减速器设置于所述锚定器4的下方；其包括：外齿轮20、内齿轮21；

所述外齿轮20外侧表面具有啮合齿牙；该外齿轮20套设于所述偏心主轴3的上，且对应所述偏心主轴3的偏心轴部5同轴设置，所述外齿轮20与所述偏心轴部5之间能够相对运动地配合，通过偏心主轴3的转动而使所述偏心轴部5产生偏心圆周运动，从而带动套设于该偏心轴部5外周的外齿轮20同时进行偏心圆周转动，而所述偏心轴部5与所述外齿轮20之间并无固定结构，所述偏心轴部5仅带动外齿轮20进行偏心圆周运动；

所述内齿轮21内侧表面具有能够与所述外齿轮20对应啮合的齿牙；该内齿轮21同轴设置于该倒扣器上并对应套设于所述外齿轮20外部，该内齿轮21的齿牙数大于所述外齿轮20的齿牙数；也就是说，所述内齿轮21的内径大于所述外齿轮20外径，在外齿轮20做偏心圆周运动时，外齿轮20能够啮合内齿轮21的齿牙而进行偏心圆周运动；在这个过程中，偏心主轴3带动所述外齿轮20做偏心圆周运动，并且外齿轮20的齿牙与内齿轮21的齿牙相互啮合，所述外齿轮20的齿牙对内齿轮21的齿牙施加了一个沿圆周运动方向的偏压力，而使内齿轮21沿偏心主轴3转动方向转动(如图4所示)。

所述下接头则对应抵顶所述偏心主轴3的底端；较佳的，所述下接头上端设有上端内孔，所述偏心主轴3的底端抵顶于该上端内孔内。更进一步的，所述偏心主轴3与所述内孔壁之间设有深沟球轴承、弹性挡圈、双列滚针轴承及密封圈。

如上所述的谐波齿轮减速器能够相对于所述倒扣器沿圆周方向转动地设置，其主要是内齿轮21与所述倒扣器的偏心主轴3同轴心设置，而使外齿轮20与所述偏心轴部5同步作偏心转动，由于内齿轮21能够相对于所述倒扣器沿圆周方向转动，所以，外齿轮20作偏心运动过程中，内齿轮21能够被带动并且绕所述倒扣器作圆周运动。另外，所述内齿轮21的底端与所述下接头连接，借此，该谐波齿轮减速器能够带动下接头进行圆周运动，并且使下接头的转动方向与所述内齿轮21、外齿轮20及偏心主轴3的转动方向相同。

请参阅图1至3所示，本实用新型的反扣不换向大扭矩倒扣器，其较佳实施例中，所述外齿轮20上端连接有联轴器18，所述联轴器18上端连接有连接套13，所述连接套13顶部与所述锚定卡瓦连接，并经由轴承套设于所述偏心主轴3上；所述连接套13用以定位所述内齿轮21及外齿轮20于所述偏心主轴3的偏心轴部5对应的位置上；较佳的，所述连接套13与所述偏心主轴3之间设有深沟球轴承11及单列滚针轴承。另外，所述内齿轮21对应所述连接套13的外表面设有圆柱滚子，借此，内齿轮21能够于所述连接套13的外表面上通过圆柱滚子滚动16，而使所述内齿轮21能够相对于所述倒扣器转动。同时，所述内齿轮21与所述连接套13之间轴向限位，较佳的，如图所示，所述内齿轮21与所述连接套13之间采用螺钉8和钢球7进行轴向的定位；而另外，所述外齿轮20对应所述偏心轴部5的位置也设有圆柱滚子19，使外齿轮20与所述偏心轴部5之间的相对运动更加的流畅。所述外齿轮20与所述连接套之间经由螺钉14和钢球15进行轴向的定位。

请参阅图中所示，本实用新型的反扣不换向大扭矩倒扣器，较佳的，所述上接头1的下端与所述偏心主轴3上端之间及所述锚定器4与所述连接套13之间分别设有丝扣和增矩环，所述锚定器4与所述谐波齿轮减速器之间设有增矩环2。

本实用新型的反扣不换向大扭矩倒扣器，较佳的，所述连接套13上端面具有90°锯形齿牙，并与其上方的所述增矩环下端面的锯形齿牙镶嵌固定，借此使连接套13能够更加稳定地与所述倒扣器的整体连接固定。

如上所述的本实用新型的反扣不换向大扭矩倒扣器，其较佳的实施方式中，所述联轴器18两端分别设置有千斤17而与所述连接套及所述外齿轮20抵顶，通过在联轴器18设置螺钉，能够使联轴器18上下两侧的压力得以平衡，保护所述谐波齿轮减速器的传动结构。

如上所述的本实用新型的反扣不换向大扭矩倒扣器，较佳的，所述内齿轮21下端内孔与所述下接头的上端相互套合，并相互固定，且所述下接头上端外侧与所述偏心主轴3下端外侧之间对应设置有挡圈22、轴承23、轴承衬套25、滚针轴承26、弹性挡圈24、27及密封圈28。

请再参照图1至图4所示，本实用新型的反扣不换向大扭矩倒扣器的较佳实施例，其设有谐波齿轮减速器，且该谐波齿轮减速器的内齿轮21与下接头固定连接，而外齿轮20对应套设于偏心主轴3的偏心轴部5，并随偏心轴部5相对于偏心主轴3的轴心作偏心圆周转动；而套设与外齿轮20外侧的内齿轮21与偏心主轴3同轴设置，并且其内径大于外齿轮20的外径，具有较外齿轮20更多的啮合齿牙，当外齿轮20做偏心圆周转动的过程中，其齿牙挤压内齿轮21的齿牙，从而外齿轮20向内齿轮21施加了一个与偏心主轴3转动方向相同的偏压力，使内齿轮21以与偏心主轴3转动的方向转动，实现了反扣不换向的目的，并且内齿轮21的角速度要小于偏心主轴3的角速度，从而增加了内齿轮21所带动的下接头的扭矩。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种反扣不换向大扭矩倒扣器，其特征在于，所述倒扣器设有：

上接头，

偏心主轴，其顶部与所述上接头连接，且具有一偏心轴部；

锚定器，设置于所述偏心主轴的上部；

谐波齿轮减速器，设置于所述锚定器的下方；其包括：

外齿轮，其外侧表面具有啮合齿牙；该外齿轮套设于所述偏心主轴的上，且对应所述偏心主轴的偏心轴部同轴设置，所述外齿轮与所述偏心轴部之间能够相对运动地配合；

内齿轮，其内侧表面具有能够与所述外齿轮对应啮合的齿牙；该内齿轮与该倒扣器同轴设置并套设于所述外齿轮外部，该内齿轮的齿牙数大于所述外齿轮的齿牙数；

下接头，对应抵顶所述偏心主轴的底端；

所述谐波齿轮减速器能够相对于所述倒扣器沿圆周方向转动地设置，且所述内齿轮的底端与所述下接头连接。

2.如权利要求1所述的反扣不换向大扭矩倒扣器，其特征在于，所述外齿轮上端连接有联轴器，所述联轴器上端连接有连接套，所述连接套顶部与所述锚定卡瓦连接，并经由轴承套设于所述偏心主轴上；所述内齿轮对应所述连接套的外表面设有圆柱滚子，并与所述连接套之间轴向限位；所述外齿轮与所述偏心轴部之间设有圆柱滚子。

3.如权利要求2所述的反扣不换向大扭矩倒扣器，其特征在于，所述上接头的下端与所述偏心主轴上端之间及所述锚定器与所述连接套之间分别设有丝扣和增矩环，所述锚定器与所述谐波齿轮减速器之间设有增矩环。

4.如权利要求3所述的反扣不换向大扭矩倒扣器，其特征在于，所述连接套上端面具有90°锯形齿牙，并与其上方的所述增矩环下端面的锯形齿牙镶嵌固定。

5.如权利要求2所述的反扣不换向大扭矩倒扣器，其特征在于，所述联轴器两端分别设置有千斤与所述所述连接套及所述外齿轮抵顶。

6.如权利要求2所述的反扣不换向大扭矩倒扣器，其特征在于，所述内齿轮下端内孔与所述下接头上端的内孔相互套合，且所述下结构上端外侧与所述偏心主轴下端外侧之间对应设置有挡圈、轴承、轴承衬套、滚针轴承、弹性挡圈及密封圈。

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