本實用新型涉及一種柔性扭矩減震器，屬于鉆井工具技術領域。

背景技術：

石油、天然氣及地質勘探鉆井過程中，為了達到預定的鉆井深度，需要鉆頭做旋轉切削運動，而由于鉆頭結構、地層、鉆壓等因素的變化，井底的反扭矩也將隨之變化，當轉速達到某一臨界時，鉆柱可能出現(xiàn)扭轉共振現(xiàn)象，在旋轉鉆井過程中，鉆柱下部同時承受著軸向壓力和扭矩，鉆壓超過臨界值時將產生縱向彎曲，即喪失穩(wěn)定性，扭矩也能使鉆具喪失扭曲穩(wěn)定性，過大的扭矩作用，鉆柱將產生另一種破壞形式—扭曲失穩(wěn)破壞。這種扭矩的劇烈變化造成的危害主要有以下幾個方面：

1、降低鉆桿的使用壽命，嚴重的會造成鉆桿扭斷，發(fā)生井下事故。

2、破壞鉆頭的最佳工作環(huán)境，造成鉆頭齒部脫落或折斷，降低鉆頭使用壽命。

3、對連接螺紋造成沖擊，導致螺紋松扣或扭矩過大無法拆卸。

現(xiàn)有的鉆井工具扭矩傳遞機構主要采用花鍵、六方、以及傳動銷三種結構，雖然扭矩傳遞機構多種多樣，但無一列外，均為剛性傳遞，無法在傳遞扭矩的同時，達到減弱或消除扭矩震動的作用。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有鉆柱在傳遞扭矩的同時無法減弱或消除扭矩震動的缺陷，本實用新型提供了一種柔性扭矩減震器，從而消減或消除在鉆井過程中鉆柱上劇烈的扭矩沖擊載荷，避免鉆柱出現(xiàn)扭轉共振現(xiàn)象，提高鉆柱的工作穩(wěn)定性，進而提高鉆井速度和井身質量，降低鉆井成本。

本實用新型的技術方案：一種柔性扭矩減震器，包括筒體以及固定連接在筒體兩端的上驅動接頭和密封外筒，在密封外筒內設置有可以上下滑動的下驅動軸，下驅動軸的下端固定連接有下接頭，在筒體內的上驅動接頭和下驅動軸之間設置有兩個以上的柔性扭矩傳遞短節(jié)，在每個柔性扭矩傳遞短節(jié)的兩端面上設置有正弦波形嚙合齒，相鄰的柔性扭矩傳遞短節(jié)通過正弦波形嚙合齒互相咬合在一起傳遞扭矩，并在正弦波形嚙合齒的咬合面之間設置有與正弦波形嚙合齒吻合的彈性元件。

所述上驅動接頭或下驅動軸與柔性扭矩傳遞短節(jié)的接觸端面上設置有正弦波形嚙合齒，上驅動接頭或下驅動軸通過正弦波形嚙合齒與柔性扭矩傳遞短節(jié)咬合，并在正弦波形嚙合齒的咬合面之間設置有與正弦波形嚙合齒吻合的彈性元件。

所述上驅動接頭為中空接頭，其下端內孔中設置有中心管，并在中心管的外壁上套有密封圈。

所述下驅動軸為中空軸，其外壁與密封外筒的內壁之間套有密封圈。

由于采用上述技術方案，本實用新型的優(yōu)點在于：本實用新型通過鉆柱上的多個柔性扭矩傳遞短節(jié)來傳遞扭矩，在傳遞扭矩的過程中通過多個柔性扭矩傳遞短節(jié)逐級緩沖鉆柱上產生的扭矩沖擊載荷，同時通過柔性扭矩傳遞短節(jié)之間的彈性元件分散削減扭矩峰值，在多級柔性扭矩傳遞短節(jié)和多個彈性元件的共同作用下，使得劇烈的扭矩沖擊載荷被削減直至消失，從而避免鉆柱出現(xiàn)扭轉共振現(xiàn)象，提高鉆柱的工作穩(wěn)定性，進而提高鉆井速度和井身質量，降低鉆井成本。

附圖說明

圖1為本實用新型中柔性扭矩減震器的結構示意圖；

圖2為本實用新型中柔性扭矩傳遞短節(jié)的結構示意圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4為本實用新型中彈性元件的結構示意圖；

圖5是圖4的俯視圖；

圖6為本實用新型中柔性扭矩傳遞短節(jié)之間的扭矩矢量圖。

附圖標記說明：1-上驅動接頭，2-柔性扭矩傳遞短節(jié)，3-彈性元件，4-下驅動軸，5-下接頭，6-筒體，7-密封外筒，8-中心管，9-密封圈。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

本實用新型的實施例：柔性扭矩減震器的結構示意圖如圖1所示，包括筒體6以及固定連接在筒體6兩端的上驅動接頭1和密封外筒7，在密封外筒7內設置有可以上下滑動的下驅動軸4，下驅動軸4的下端固定連接有下接頭5，在筒體6內的上驅動接頭1和下驅動軸4之間設置有8個柔性扭矩傳遞短節(jié)2，參見圖2～5，在每個柔性扭矩傳遞短節(jié)2的兩端面上設置有正弦波形嚙合齒，相鄰的柔性扭矩傳遞短節(jié)2通過正弦波形嚙合齒互相咬合在一起傳遞扭矩，并在正弦波形嚙合齒的咬合面之間設置有與正弦波形嚙合齒吻合的彈性元件3。所述上驅動接頭1或下驅動軸4與柔性扭矩傳遞短節(jié)2的接觸端面上設置有正弦波形嚙合齒，上驅動接頭1或下驅動軸4通過正弦波形嚙合齒與柔性扭矩傳遞短節(jié)2咬合，并在正弦波形嚙合齒的咬合面之間設置有與正弦波形嚙合齒吻合的彈性元件3。所述上驅動接頭1為中空接頭，其下端內孔中設置有中心管8，并在中心管8的外壁上套有密封圈9。所述下驅動軸4為中空軸，其外壁與密封外筒7的內壁之間套有密封圈9。

本實用新型的工作原理：參見圖6，在鉆井過程中，鉆柱通過柔性扭矩減震器傳遞扭矩F2，在傳遞扭矩F2的過程中產生的扭矩沖擊載荷F通過柔性扭矩減震器上的下驅動軸4作用在柔性扭矩傳遞短節(jié)2上，由于相鄰的柔性扭矩傳遞短節(jié)2通過正弦波形嚙合齒互相咬合在一起，并在正弦波形嚙合齒的咬合面之間設置有與正弦波形嚙合齒吻合的彈性元件3，因此，正弦波形嚙合齒上的受力點0會根據(jù)傳遞扭矩的大小移動，消除部分扭矩峰值，其余扭矩變化量轉化為軸向力F1并施加在柔性扭矩傳遞短節(jié)2上，再由相鄰柔性扭矩傳遞短節(jié)2之間的彈性元件3消除，從而使得鉆柱上劇烈的扭矩沖擊載荷被削減直至消失，防止鉆柱出現(xiàn)扭轉共振現(xiàn)象。