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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明公开了一种双钻头井底扭矩自平衡重建机构，属于钻井工程井下工具技术领域，包括内钻头组件、动力传输组件和夹持固定组件；利用普通扭矩电机工作时内外转子存在相互逆向回转的特性，通过动力传输组件中的微电机提供动力经过一系列传动部件，使伸出舌向外伸出内钻头组件的取心筒与孔壁固定。当伸出舌与孔壁之间的扭矩大于外钻头与孔壁之间的扭矩时，外钻头解卡开始旋转钻进，提高钻进效率，减少施工周期。

主权项：1.一种双钻头井底扭矩自平衡重建机构，其特征在于，包括：内钻头组件、动力传输组件和夹持固定组件；所述内钻头组件包括内钻头1、取心筒2、岩心防磨环3、岩心防磨轴承内限位环4、岩心防磨轴承外限位环5、传动轴接头6和岩心防磨轴承7，且内钻头1的中心轴线、取心筒2的中心轴线、岩心防磨环3的中心轴线、岩心防磨轴承内限位环4的中心轴线、岩心防磨轴承外限位环5的中心轴线、传动轴接头6的中心轴线和岩心防磨轴承7的中心轴线位于同一直线上；内钻头1位于取心筒2的下方，钻头1与取心筒2通过第一固定螺母25紧固连接；取心筒2为凸字形且内部中空，取心筒2的侧壁上沿周向均匀开设有形状与伸出舌形状匹配的通孔，用于供伸出舌伸出或缩回取心筒2内部，取心筒2的侧壁内自最顶端到所述通孔开有两道沿取心筒2轴向设置的圆形通孔，分别为取心筒第一圆形通孔201、取心筒第二圆形通孔202；所述岩心防磨环3、岩心防磨轴承外限位环5、岩心防磨轴承7、岩心防磨轴承内限位环4以及传动轴接头6按照从外向内的顺序安装于取心筒2的内部，且岩心防磨环3的顶部与取心筒2的内顶壁接触，岩心防磨轴承内限位环4、岩心防磨轴承7以及岩心防磨轴承外限位环5按照从下到上的顺序安装在岩心防磨环3内部；传动轴接头6为中空结构，传动轴接头6的上部延伸出取心筒2，传动轴接头6通过第二固定螺母9与取心筒2固定连接，同时传动轴接头6的下端通过径向安装的内限位环固定螺母8与岩心防磨轴承内限位环4固定连接；所述动力传输组件整体位于取心筒2上方，动力传输组件包括换向导杆支撑架13、旋转驱动块14、驱动块轴承15、传动内齿圈17、微电机18、传动小齿轮19、电机架20和微电机轴承24，其中换向导杆支撑架13布置在动力传输组件的径向最外侧且下方固定在取心筒2上表面的凹槽中，换向导杆支撑架13的外壁上沿圆周方向开有至少三个用于配合固定传动筋21的弧形凹槽，弧形凹槽与取心筒2侧壁内的圆形通孔同轴心且直径相同，换向导杆支撑架13的内壁上开有定位盲槽，定位盲槽用于安装筋卡22和筋接手16组成的构件，定位盲槽和弧形凹槽位于同一截面上；在换向导杆支撑架13上位于定位盲槽的上方开有矩形口，矩形口两端开有圆形盲孔，用于安放换向导杆26；旋转驱动块14设置在换向导杆支撑架13的内部，旋转驱动块14为中空圆柱状，且旋转驱动块14内壁具有从上向下缩径形成的台阶，旋转驱动块14的外壁上开有斜向布置的矩形槽1401，且矩形槽1401的两端为半圆形，矩形槽1401与筋接手16滑动配合连接；驱动块轴承15位于旋转驱动块14的正下方并固定在取心筒2上表面的凹槽内；传动内齿圈17固定在旋转驱动块14内壁的台阶上，传动内齿圈17与传动小齿轮19内啮合；传动小齿轮19固定在微电机18的输出轴上，微电机轴承24通过开设在取心筒2上的第一圆柱槽安装在取心筒2，微电机18的输出轴通过开设在取心筒2上的第二圆柱槽放置在取心筒2上；第二圆柱槽的直径小于第一圆柱槽的直径，第二圆柱槽的直径、微电机18的输出轴直径和微电机轴承24内径相同；微电机18的定子部分固定在环形的电机架20上表面，电机架20的内环面与取心筒2固定；所述夹持固定组件包括伸出舌、筋接手16、传动筋21、筋卡22、筋卡固定环23、换向导杆26和传动筋接头27，筋接手16的底部为圆柱体，中间部分为矩形体，矩形体上方两端设置有两个空心圆柱体，且两个空心圆柱体的侧壁上均设有沿轴向贯通的开口，两个空心圆柱体的内壁上均设置有用于固定筋卡22的台阶；筋卡22的数量为两个，两个筋卡22均为中空圆柱状，两个筋卡22分别通过两个空心圆柱体内壁上的台阶固定在筋接手16上；筋卡固定环23为中空圆柱形，筋卡固定环23的外侧壁开设有轴向贯通的截面为三角形的豁口，筋卡固定环23安装在两个筋卡22中间；筋卡22套设在传动筋21外部并与传动筋21固定；筋接手16的圆柱体部分滑动设置在旋转驱动块14外壁上呈倾斜布置的矩形槽1401内；换向导杆26中间为圆轮状，圆轮状的外圆周设置有用于对传动筋21限位的限位槽，圆轮状的两侧各连接有一根圆柱体，换向导杆26置于换向导杆支撑架13上方矩形口内，并通过位于圆轮状两侧的圆柱体固定在矩形口两端的圆形盲孔中；伸出舌包括伸出舌根11和伸出舌尖12，伸出舌根11与取心筒2之间的固定方式和伸出舌根11与伸出舌尖12之间的固定方式均与换向导杆26和换向导杆支撑架13二者之间的固定方式相同；在伸出舌根11和伸出舌尖12的内外壁上均设置有供传动筋21穿过的孔道；传动筋21为绳索，传动筋21的一端依次经伸出舌尖12内壁上的孔道、伸出舌根11内壁上的孔道、取心筒第一圆形通孔201、换向导杆支撑架13上的定位盲槽、换向导杆26上的限位槽、换向导杆支撑架13上的弧形槽、取心筒第二圆形通孔202及伸出舌根11外壁上的道孔最后到达伸出舌尖12外壁上的道孔；传动筋接头27为一端敞口、另一端封闭的中空圆柱形结构，传动筋接头27的数量为两个，两个传动筋接头27分别安装在传动筋21的两端，并与传动筋21固定，同时一个传动筋接头27卡在位于伸出舌尖12的内壁上的孔道内，与伸出舌尖12固定在一起，另一个传动筋接头27卡在位于伸出舌尖12的外壁上的孔道内，与伸出舌尖12固定在一起。

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