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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利无钻机自平衡回转振动耦合碎岩钻进系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114575739B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210347338.9，技术领域涉及：E21B4/04；该发明授权无钻机自平衡回转振动耦合碎岩钻进系统是由高科;赵研;邱松;彭雨征;金天宇;朴建宇;王龙滨;谢晓波设计研发完成，并于2022-04-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本无钻机自平衡回转振动耦合碎岩钻进系统在说明书摘要公布了：无钻机自平衡回转振动耦合碎岩钻进系统，包括内钻头驱动系统、外钻头驱动系统和钻压分配系统等，本发明通过两组电机分别驱动内钻头和外钻头实现内、外钻头自平衡单回转和自平衡双回转解决了自平衡扭矩的控制难题，通过超声波振动辅助双钻头回转碎岩提高钻进系统的钻进效率，通过减速齿轮机构将电机的输出扭矩放大多倍降低了倒划眼磨头被卡死的风险，通过取消导电滑环解决强电和弱电传输效率低的难题，且具备以下优点：振动加回转钻进效率高、内外钻头同时回转自平衡控制容易、倒划眼磨头回转扭力大不容易被卡死、钻进系统内强弱电的传输效率高且稳定，提高了钻进的可靠性和效率。

本发明授权无钻机自平衡回转振动耦合碎岩钻进系统在权利要求书中公布了：1.无钻机自平衡回转振动耦合碎岩钻进系统，其特征在于：包括内外钻头扶正无油轴承2、内钻头回转下密封件5、内钻头下导正机构6、内钻头上导正机构8、内钻头高频振动器9、内钻头传压隔扭机构10、钻井液过度通道轴14、缆管钻井液管15、缆管外管16、外钻头传压隔扭机构20、外钻头高频振动器21、内外钻头电机组接头24、内钻头回转电机组上接头25、内钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体26、钻压分配周向限位件27、钻压调分配电机上接头28、钻压分配执行机构接头29、随钻钻井液循环泵组30、随钻电器元件和传感控制器组31、内护套32、外护套33、随钻变压器组34、外护套上接头35、倒划眼组36、缆管固定接头37、下限位传感组38、上限位传感组39、外护套下接头40、内钻头驱动系统、外钻头驱动系统和钻压分配系统； 内钻头驱动系统包括内钻头1、岩芯筒3、内钻头传动轴4和内钻头回转电机组7； 所述的内钻头1、内外钻头扶正无油轴承2、岩芯筒3和内钻头传动轴4下端依次固定连接，岩芯筒3通过内外钻头扶正无油轴承2与外钻头外管18滑动连接，内钻头传动轴4穿过外钻头回转电机组23后与内钻头回转电机组7的转子滑键连接； 内钻头下导正机构6包括内钻头下导正机构上轴承限位盖601、内钻头下导正机构导正上轴承602、内钻头下导正机构导正套603、内钻头下导正机构导正下轴承604和内钻头下导正机构下轴承限位盖605，内钻头下导正机构上轴承限位盖601和内钻头下导正机构下轴承限位盖605与内外钻头电机组接头24固定连接，内钻头下导正机构上轴承限位盖601的内圈压紧内钻头下导正机构导正上轴承602外圈，内钻头下导正机构下轴承限位盖605的内圈压紧内钻头下导正机构导正下轴承604外圈；所述内钻头下导正机构导正套603的上下端面分别与内钻头下导正机构导正上轴承602的内圈和内钻头下导正机构导正下轴承604的内圈压紧固定； 内钻头回转电机组7包括内钻头回转电机一701、内钻头回转电机一外壳702、内钻头回转电机外壳接头703、内钻头回转电机二704和内钻头回转电机二外壳705，内钻头回转电机一外壳702、内钻头回转电机外壳接头703和内钻头回转电机二外壳705顺次固定连接；内钻头回转电机一外壳702上端面与内钻头回转电机组上接头25固定连接；内钻头回转电机二外壳705下端面与内外钻头电机组接头24固定连接，内钻头回转电机一701放置于内钻头回转电机一外壳702内并与内钻头回转电机组上接头25和内钻头回转电机外壳接头703固连；所述内钻头回转电机二704放置于内钻头回转电机二外壳705内并与内钻头回转电机外壳接头703和内外钻头电机组接头24固连；所述内钻头回转电机一701的转子和内钻头回转电机二704的转子与内钻头传动轴4滑键配合，把扭矩传递给内钻头1； 内钻头上导正机构8包括内钻头上导正机构导正上轴承801、内钻头上导正机构导正套802、内钻头上导正机构导正下轴承803和内钻头上导正机构下轴承限位盖804，所述内钻头上导正机构导正套802的上下端面分别与内钻头上导正机构导正上轴承801内圈和内钻头上导正机构导正下轴承803的内圈压紧固定；所述内钻头上导正机构导正上轴承801的外圈与下限位传感组38下端固定连接；所述内钻头上导正机构下轴承限位盖804的内圈与内钻头上导正机构导正下轴承803的外圈固定连接，内钻头上导正机构下轴承限位盖804的外圈与内钻头回转电机组上接头25固定连接； 内钻头高频振动器9包括内钻头高频振动器固定螺帽901、内钻头高频振动器上轴承902、内钻头高频振动器上盖903、第一振动器904、内钻头高频振动器下盖905和内钻头高频振动器下轴承906，所述内钻头高频振动器固定螺帽901与内钻头传动轴4螺纹连接，所述内钻头高频振动器上轴承902的外圈、内钻头高频振动器上盖903、第一振动器904、内钻头高频振动器下盖905、内钻头高频振动器下轴承906的外圈顺次配合压紧至内钻头传动轴4的外台阶上；所述内钻头高频振动器上盖903和内钻头高频振动器下盖905与内钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体26滑键配合； 内钻头传压隔扭机构10包括内钻头承压不回转轴1001、机械密封支撑1002、内钻头机械密封1003、内钻头传压隔扭机构外套1004、内钻头传压隔扭机构固定螺帽1005、内钻头传压隔扭机构上轴承1006、内钻头传压隔扭机构导正套1007、内钻头传压隔扭机构下轴承1008和内钻头传压隔扭机构下轴承压盖1009，所述内钻头承压不回转轴1001、机械密封支撑1002、内钻头传压隔扭机构外套1004和内钻头传压隔扭机构下轴承压盖1009顺次固定连接，机械密封支撑1002、内钻头传压隔扭机构外套1004和内钻头传压隔扭机构下轴承压盖1009与内钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体26内壁间隙配合；机械密封支撑1002与内钻头机械密封1003静止部分密封配合并固定；内钻头机械密封1003转动部分与内钻头传动轴4上端密封配合并固定；所述内钻头传压隔扭机构固定螺帽1005与内钻头传动轴4螺纹连接，内钻头传压隔扭机构固定螺帽1005与内钻头传压隔扭机构外套1004间隙配合，所述内钻头传压隔扭机构上轴承1006外圈与内钻头传压隔扭机构外套1004压紧配合，内钻头传压隔扭机构上轴承1006内圈与内钻头传压隔扭机构导正套1007和内钻头传压隔扭机构下轴承1008内圈顺次压紧配合；所述内钻头传压隔扭机构下轴承1008外圈与内钻头传压隔扭机构下轴承压盖1009内圈压紧配合，内钻头传压隔扭机构下轴承压盖1009下端与下限位传感组38上端固定连接； 钻压分配系统包括钻压调压分配电机12和钻压分配执行机构13； 钻压分配执行机构13包括调压过度固定接头1301、调压电机过渡接头1302、钻压传感器1303、钻压分配执行机构传压隔扭上轴承1304、调压过度接头扶正套1305、调压扶正件1306、钻压分配执行机构传压隔扭下轴承1307和钻压分配轴1308，所述调压过度固定接头1301分别与调压电机过渡接头1302和钻压传感器1303固定连接，调压电机过渡接头1302上端与钻压分配执行机构接头29下端固定连接，所述钻压传感器1303的下端与调压过度接头扶正套1305固定连接；所述调压过度接头扶正套1305的内侧与钻压分配执行机构传压隔扭上轴承1304外圈和钻压分配执行机构传压隔扭下轴承1307外圈过盈配合；所述钻压分配执行机构传压隔扭上轴承1304内圈、调压扶正件1306和钻压分配执行机构传压隔扭下轴承1307内圈顺次压紧配合；所述调压扶正件1306与钻压分配轴1308固定连接；所述钻压分配轴1308的外壁与钻压调压分配电机12的转子滑键配合，所述钻压分配轴1308的内壁与内钻头承压不回转轴1001螺纹丝杠配合； 钻压调分配电机上接头28上下两端分别与调压电机过渡接头1302和钻压调压分配电机12定子固定连接，钻压调压分配电机12的下端通过钻压分配周向限位件27与内钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体26固定连接；上限位传感组39上下两端分别与钻压分配周向限位件27和内钻头承压不回转轴1001固定连接； 外钻头驱动系统包括外钻头17、外钻头外管18、外钻头变径接头19、外钻头传压隔扭机构高频振动器腔体22和外钻头回转电机组23； 所述的外钻头外管18上下两端分别连接有外钻头变径接头19与外钻头17，内钻头回转下密封件5置于内钻头传动轴4和外钻头变径接头19间； 外钻头回转电机组23包括外钻头回转电机一2301、外钻头回转电机一外壳2302、外钻头回转电机外壳接头2303、外钻头回转电机二2304、外钻头回转电机二外壳2305和外钻头传动轴2306，所述外钻头回转电机一外壳2302、外钻头回转电机外壳接头2303和外钻头回转电机二外壳2305顺次固定连接；所述外钻头回转电机一外壳2302上端面与内外钻头电机组接头24固定连接；所述外钻头回转电机二外壳2305下端面与外钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体22上端固定连接；所述外钻头回转电机一2301放置于外钻头回转电机一外壳2302内，并与内外钻头电机组接头24和外钻头回转电机外壳接头2303固定；所述外钻头回转电机二2304放置于外钻头回转电机二外壳2305内，并与外钻头回转电机外壳接头2303和外钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体22固定；所述外钻头传动轴2306外壁与外钻头回转电机一2301的转子和外钻头回转电机二2304的转子滑键连接，外钻头传动轴2306内壁与内钻头传动轴4间隙无接触式配合； 外钻头传压隔扭机构20包括外钻头传压隔扭机构固定螺帽2001、外钻头传压隔扭机构传压隔扭上轴承2002、外钻头传压隔扭机构导正套2003、外钻头传压隔扭机构传压隔扭下轴承2004、机械密封挡片2005、外钻头机械密封2006、机械密封压盖2007和耐磨滑垫2008，所述外钻头传压隔扭机构固定螺帽2001与外钻头变径接头19螺纹连接，外钻头传压隔扭机构传压隔扭上轴承2002内圈、外钻头传压隔扭机构导正套2003、外钻头传压隔扭机构传压隔扭下轴承2004内圈、机械密封挡片2005和外钻头机械密封2006被外钻头传压隔扭机构固定螺帽2001压合在机械密封压盖2007的内台阶上；所述外钻头传压隔扭机构传压隔扭上轴承2002外圈和外钻头传压隔扭机构传压隔扭下轴承2004外圈与外钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体22内壁过盈配合；所述外钻头机械密封2006的静止部分与机械密封压盖2007密封配合并固定，外钻头机械密封2006的转动部分与外钻头变径接头19密封配合并固定；机械密封压盖2007下端通过耐磨滑垫2008与外钻头变径接头19摩擦转动连接，机械密封压盖2007上端与外钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体22固连； 外钻头高频振动器21包括外钻头振动弹簧2101、外钻头振动器上支撑2102、外钻头振动器2103、外钻头振动器下支撑2104和传振隔扭轴承2105，所述外钻头振动弹簧2101上端放置在外钻头传压隔扭机构和高频振动器腔体22的弹簧槽内并压紧配合，外钻头振动弹簧2101下端放置在外钻头振动器上支撑2102的弹簧槽内并压紧配合，外钻头振动弹簧2101下端依次抵触在压紧外钻头振动器上支撑2102、外钻头振动器2103、外钻头振动器下支撑2104、传振隔扭轴承2105至外钻头变径接头19设置的台阶上；所述传振隔扭轴承2105的外圈与外钻头振动器下支撑2104压紧配合，所述传振隔扭轴承2105内圈与外钻头变径接头19过盈配合； 随钻钻井液循环泵组30包括过度钻进液管上3001、旋涡阻断接头3002、钻进液增压接头3003、压力发生叶轮3004、叶轮座3005、循环电机传动轴扶正轴承3006、循环电机传动轴动静转换轴承3007、循环电机一壳体3008、循环电机一3009、循环电机传动轴动静转换上机械密封3010、循环电机传动轴动静转换下机械密封3011、循环电机传动轴3012、循环电机上接头3013、机封静支撑3014和过度钻进液管中3015，所述过度钻进液管上3001与旋涡阻断接头3002密封固定；所述旋涡阻断接头3002、钻进液增压接头3003、循环电机上接头3013、循环电机一壳体3008和钻压分配执行机构接头29顺次固定连接；所述压力发生叶轮3004、叶轮座3005和循环电机传动轴3012顺次固定连接；所述循环电机传动轴3012与循环电机一3009滑键配合；所述钻进液增压接头3003与循环电机传动轴扶正轴承3006的外圈过盈配合，所述叶轮座3005与循环电机传动轴动静转换上机械密封3010的转动部分和循环电机传动轴动静转换下机械密封3011的转动部分密封固定配合；所述循环电机传动轴动静转换上机械密封3010的静止部分与钻进液增压接头3003密封固定配合；所述循环电机传动轴动静转换下机械密封3011的静止部分与机封静支撑3014密封固定配合；所述循环电机传动轴动静转换轴承3007内圈与机封静支撑3014过盈配合，循环电机传动轴动静转换轴承3007外圈与循环电机传动轴3012过盈配合； 随钻电器元件和传感控制器组31为中空结构，放置于内护套32和外护套33的下部，并与内护套32和外护套33间隙配合； 随钻变压器组34为中空结构，放置于内护套32和外护套33的上部，并与内护套32和外护套33间隙配合； 所述的倒划眼组36固连在外护套上接头35上端。

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