本發(fā)明涉及石油、天然氣開采、鉆井工具領(lǐng)域，尤其是一種柔性繩防制動工具的防失效裝置。

背景技術(shù)：

隨著石油勘探開發(fā)的發(fā)展，深井、水平井等復(fù)雜井的增多，遇到軟硬交錯地層時，容易出現(xiàn)卡滑的現(xiàn)象，引起鉆頭和鉆具的頻繁憋跳和扭振，導(dǎo)致鉆頭崩齒、損壞、井下鉆具組合的損壞，使鉆頭機(jī)械鉆速和破巖效率降低，鉆井成本增加。為了解決這類問題，TOMAX公司的AST工具，通過螺旋花鍵與碟簧的組合，能有效的吸收卡滑引起的扭矩變化，且能把鉆頭向上提起；NEO-oi l tools公司的NEOTORK工具，采用柔性繩替代螺旋花鍵，相比而言，柔性繩的結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但是柔性繩雖然也能滿足設(shè)計要求，但是柔性繩在極端工作條件下也會出現(xiàn)斷裂的可能性，當(dāng)柔性繩斷裂后，防制動工具不在起作用，并且芯軸和外套筒之間自由旋轉(zhuǎn)，鉆井無法繼續(xù)進(jìn)行。

基于此，為了防止工具失效后，鉆柱無法繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)，本發(fā)明提出一種柔性繩防制動工具的防失效裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種柔性繩防制動工具的防失效裝置，以解決鉆井過程中防制動工具的柔性繩斷裂后，鉆柱無法繼續(xù)鉆進(jìn)的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種柔性繩防制動工具的防失效裝置，包括芯軸和外套筒，其特征是：芯軸和外套筒為間隙配合連接，芯軸上設(shè)置凹槽，外套筒上設(shè)置凸起滑塊，凸起滑塊置于芯軸的凹槽中，凹槽凸起滑塊相互配合。

其特征是：所述的凸起滑塊和凹槽可以為1對或者多對。

其特征是：所述的凹槽長度不小于凸起滑塊長度與工具行程之和。

其特征是：所述的凹槽角度不小于凸起滑塊角度與工具最大轉(zhuǎn)動角度之和。

工具處于正常工作狀態(tài)下，當(dāng)鉆頭遇到卡滑時，扭矩增加，鉆頭轉(zhuǎn)速相對變慢，防制動工具下端轉(zhuǎn)速與鉆頭一致，上部轉(zhuǎn)速與鉆桿一致，工具出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，芯軸與外套筒會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)后的芯軸在柔性繩的拉力作用下會向上運動，此時碟簧會被壓縮，鉆頭會被向上稍微提起，鉆頭會迅速度過卡滑區(qū)，碟簧恢復(fù)正常位置，鉆頭再次恢復(fù)正常鉆進(jìn)，能減少鉆頭扭矩變化幅度，能有效的保護(hù)鉆頭與鉆具，此時，外套筒上的凸起滑塊在芯軸的凹槽內(nèi)自由螺旋運動，凸起滑塊的兩側(cè)與芯軸凹槽的兩側(cè)不接觸。

當(dāng)柔性繩防制動工具的柔性繩斷裂后，芯軸在鉆頭反扭矩作用下旋轉(zhuǎn)，外套筒上的凸起滑塊的一側(cè)和芯軸的凹槽一側(cè)接觸，傳遞來自鉆柱的扭矩，保證在柔性繩斷裂后工具還能正常鉆進(jìn)。

本發(fā)明提供的一種柔性繩防制動工具的防失效裝置，通過采用以上的結(jié)構(gòu)，具有以下的有益效果：采用該防失效裝置，可以解決在柔性繩防制動工具的柔性繩斷裂后，工具無法正常鉆進(jìn)問題，減少鉆進(jìn)過程中的起下鉆。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明的一種主視結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

圖2為本發(fā)明的I截面示意圖。

圖3為本發(fā)明的芯軸三維實體示意圖。

圖中：芯軸 1，密封套 2，外套筒 3，碟簧套筒 4，柔性繩5，碟簧芯軸 6，碟簧 7，芯軸凹槽 8，凸起滑塊 9。

具體實施方式

如圖1和圖2中，一種柔性繩防制動工具，包括芯軸1，密封套2，外套筒3，碟簧套筒4，柔性繩5，碟簧芯軸6，碟簧7，芯軸凹槽8，凸起滑塊9；其中柔性繩5與芯軸1和外套筒3連接，芯軸1上部連接碟簧芯軸6，外套筒3上部連接碟簧套筒4，碟簧套筒4和碟簧芯軸6之間設(shè)置碟簧7。工具處于正常工作狀態(tài)下，當(dāng)鉆頭遇到卡滑時，扭矩增加，鉆頭轉(zhuǎn)速相對變慢，防制動工具下端轉(zhuǎn)速與鉆頭一致，上部轉(zhuǎn)速與鉆桿一致，工具出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，芯軸1與外套筒3會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)后的芯軸1在柔性繩5的拉力作用下會向上運動，此時碟簧7會被壓縮，鉆頭會被向上稍微提起，鉆頭會迅速度過卡滑區(qū)，碟簧7恢復(fù)正常位置，鉆頭再次恢復(fù)正常鉆進(jìn)，能減少鉆頭扭矩變化幅度，能有效的保護(hù)鉆頭與鉆具，此時，外套筒4上的凸起滑塊9在芯軸1的凹槽8內(nèi)自由螺旋運動，凸起滑塊9的兩側(cè)與芯軸凹槽8的兩側(cè)不接觸。當(dāng)柔性繩防制動工具由于疲勞或者惡劣工況作用下柔性繩5斷裂后，芯軸1在鉆頭反扭矩作用下旋轉(zhuǎn)，外套筒3上的凸起滑塊9的一側(cè)和芯軸1的凹槽8一側(cè)接觸，傳遞來自鉆柱的扭矩，保證在柔性繩斷裂后工具還能正常鉆進(jìn)。

上述的實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，而不應(yīng)視為對于本發(fā)明的限制，本申請中的實施例及實施例中的特征在不沖突的情況下，可以相互任意組合。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求記載的技術(shù)方案，包括權(quán)利要求記載的技術(shù)方案中技術(shù)特征的等同替換方案為保護(hù)范圍。即在此范圍內(nèi)的等同替換改進(jìn)，也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。