防失速机构

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防失速机构
申请号	CN201380078431.3	申请日	2013-08-23	公开(公告)号	CN105637167B	公开(公告)日	2017-07-25
申请人	哈利伯顿能源服务公司;			发明人	A·B·柯达热; S·S·索纳; A·普罗希特; M·B·克希尔塞格尔;
摘要	本说明书的主题可尤其实施于锁紧离合器，所述锁紧离合器包括可滑动地耦接至可旋转输出轴的一系列可移动锁紧块。所述可移动锁紧块相对于所述可旋转输出轴的中心纵向轴线径向地向内和向外滑动，且在所述可旋转输出轴周围沿圆周间隔开，其中每个可移动锁紧块具有第一接触面和第二接触面。一系列固定锁紧块耦接至可旋转外壳，且径向地定位在所述输出轴周围且在所述可旋转外壳的内部周围沿圆周间隔开一定的距离，所述距离足以在所述可移动锁紧块朝所述可旋转输出轴的中心轴线向内移动时，接纳所述可移动锁紧块中的一者，每个所述固定锁紧块具有第一接触面和第二接触面。
权利要求	1.一种锁紧离合器，其选择性地将扭矩从耦接至能够定位在井筒中的钻井马达的可旋转定子传输至耦接至所述钻井马达的可旋转转子的可旋转输出轴，所述锁紧离合器包括：多个可滑动锁紧块，其能够滑动地耦接至所述可旋转输出轴，所述多个可滑动锁紧块能够相对于所述可旋转输出轴的中心纵向轴线径向地向内和向外滑动，所述多个可滑动锁紧块在所述可旋转输出轴周围沿圆周间隔开，所述多个可滑动锁紧块中的每一者具有第一接触面和第二接触面；以及多个固定锁紧块，其耦接至所述可旋转定子，所述多个固定锁紧块径向地定位在所述可旋转输出轴周围且在所述可旋转定子的内部周围沿圆周间隔开一定的距离，所述距离足以在所述可滑动锁紧块朝所述可旋转输出轴的中心纵向轴线向内移动时接纳所述多个可滑动锁紧块中的一者，所述多个固定锁紧块中的每一者具有第一接触面和第二接触面。 2.如权利要求1所述的锁紧离合器，其进一步包括耦接至所述可旋转输出轴的燕尾盘，所述燕尾盘具有多个燕尾凹槽，所述多个凹槽中的每一者被配置用来能够滑动地接纳所述多个可滑动锁紧块中的一者的燕尾延伸部。 3.如权利要求2所述的锁紧离合器，其中所述多个燕尾凹槽中的每一者从设置成垂直于所述可旋转输出轴的中心纵向轴线的平面向上倾斜。 4.如权利要求1所述的锁紧离合器，其进一步包括耦接至所述多个可滑动锁紧块中的每一者的偏置部件，所述偏置部件被配置用来在作用于所述多个可滑动锁紧块中的每一者上的离心力减小时，使所述多个可滑动锁紧块中的每一者朝所述可旋转输出轴的中心纵向轴线向内滑动地移动。 5.如权利要求2所述的锁紧离合器，其中所述燕尾盘进一步包括在内径向表面周围的多个第一圆周螺纹，且所述锁紧离合器进一步包括：第一锥盘，其在外径向表面周围具有多个第二圆周螺纹且所述第二圆周螺纹被形成为以螺纹方式与所述第一圆周螺纹配合，且锥形内径向表面在第一纵向末端具有第一直径、且在与所述第一纵向末端相对的第二纵向末端具有与所述第一直径不同的第二直径；以及第一搭接件垫，其具有：锥形外径向表面，所述锥形外径向表面在第三纵向末端具有第三直径、且在与所述第三纵向末端相对的第四纵向末端具有与所述第三直径不同的第四直径；以及内径向表面，所述内径向表面具有多个纵向凹槽和尖峰，所述尖峰被确定尺寸以与所述可旋转输出轴的外径向表面接触。 6.如权利要求1所述的锁紧离合器，其进一步包括耦接至所述可旋转定子的锁紧盘，所述锁紧盘具有径向地定位在所述锁紧盘的纵向断面周围的所述多个固定锁紧块。 7.如权利要求6所述的锁紧离合器，其中所述锁紧盘进一步包括在内径向表面周围的多个第三圆周螺纹，且所述锁紧离合器进一步包括：第二锥盘，其在内径向表面周围具有多个第四圆周螺纹且所述第四圆周螺纹被形成为以螺纹方式与所述第三圆周螺纹配合，且锥形外径向表面在第五纵向末端具有第五直径、且在与所述第五纵向末端相对的第六纵向末端具有与所述第五直径不同的第六直径；以及，第二搭接件垫，其具有：锥形内径向表面，所述锥形内径向表面在第七纵向末端具有第七直径、且在与所述第七纵向末端相对的第八纵向末端具有与所述第七直径不同的第八直径；以及外径向表面，所述外径向表面具有多个纵向凹槽和尖峰，所述尖峰被确定尺寸以与所述可旋转定子的内径向表面接触。 8.如权利要求1所述的锁紧离合器，其中：每个可滑动锁紧块的所述第一接触面和每个固定锁紧块的所述第一接触面被定向成在每个可滑动锁紧块的所述第一接触面和每个固定锁紧块的所述第一接触面接触时，促进所述可滑动锁紧块与所述固定锁紧块之间的啮合；且，每个可滑动锁紧块的所述第二接触面和每个固定锁紧块的所述第二接触面被定向成在每个可滑动锁紧块的所述第二接触面和每个固定锁紧块的所述第二接触面接触时，促使对应的可滑动锁紧块向外移动远离所述可旋转输出轴的中心纵向轴线且促进所述可滑动锁紧块从所述固定锁紧块脱开。 9.如权利要求1所述的锁紧离合器，其中所述钻井马达是容积式Moineau型马达，其中所述锁紧离合器的所述可旋转定子耦接至所述钻井马达的外壳且所述可旋转输出轴耦接至所述钻井马达的所述可旋转转子。 10.如权利要求1所述的锁紧离合器，其中所述钻井马达是涡轮式马达，其中所述锁紧离合器的所述可旋转定子耦接至所述钻井马达的所述外壳且所述可旋转输出轴耦接至所述钻井马达的所述可旋转转子。 11.一种选择性地将扭矩从可旋转定子传输至定位在井筒中的可旋转输出轴的方法，所述方法包括：提供钻井组合件，所述钻井组合件包括：可旋转外壳，其耦接至能够定位在井筒中的钻井马达；以及可旋转输出轴，其耦接至所述钻井马达的可旋转转子，所述可旋转输出轴的中心纵向轴线与所述可旋转定子的中心纵向轴线对准；提供锁紧离合器，所述锁紧离合器包括：多个可滑动锁紧块，其能够滑动地耦接至所述可旋转输出轴，所述多个可滑动锁紧块能够相对于所述可旋转输出轴的中心纵向轴线径向地向内和向外滑动，所述多个可滑动锁紧块在所述可旋转输出轴周围沿圆周间隔开，所述多个可滑动锁紧块中的每一者具有第一接触面和第二接触面；以及，多个固定锁紧块，其耦接至所述可旋转定子，所述多个固定锁紧块径向地定位在所述输出轴周围且在所述可旋转定子的内部周围沿圆周间隔开一定的距离，所述距离足以在所述多个可滑动锁紧块朝所述可旋转输出轴的中心纵向轴线向内移动时，接纳所述多个可滑动锁紧块中的一者，每个所述固定锁紧块具有第一接触面和第二接触面；将所述钻井组合件和所述锁紧离合器定位在所述井筒中；使所述可旋转定子以第一旋转速度旋转；使所述钻井马达的可旋转转子以大于所述第一速度的第二旋转速度相对于所述可旋转定子旋转；以及，通过足以克服由偏置部件施加至所述可滑动锁紧块的偏置力的离心力，使所述可滑动锁紧块从所述可旋转输出轴的中心纵向轴线向外移动。 12.如权利要求11所述的方法，其进一步包括：使所述可旋转输出轴相对于所述可旋转定子的旋转速度减小，从而导致所述可滑动锁紧块上的离心力减小；以及通过施加至所述可滑动锁紧块的偏置力，使所述可滑动锁紧块在向下成锥形的燕尾接头内朝所述可旋转输出轴的中心纵向轴线向内移动。 13.如权利要求12所述的方法，其进一步包括：使所述可滑动锁紧块与所述固定锁紧块啮合；将扭矩从所述可旋转定子经由所述可滑动锁紧块与所述固定锁紧块传递至所述可旋转输出轴。 14.如权利要求12所述的方法，其进一步包括使所述可滑动锁紧块从锁紧位置移出，以允许所述钻井马达的所述可旋转转子独立于所述可旋转定子旋转。 15.如权利要求11所述的方法，其中所述钻井马达是容积式马达，其中所述锁紧离合器的所述可旋转定子耦接至所述钻井马达的所述可旋转定子且所述可旋转输出轴耦接至所述钻井马达的所述可旋转转子。 16.如权利要求11所述的方法，其中所述钻井马达是涡轮式马达，其中所述锁紧离合器的所述可旋转定子耦接至所述钻井马达的所述外壳且所述可旋转输出轴耦接至所述钻井马达的可旋转转子。
说明书全文	防失速机构技术领域 [0001] 本公开涉及用于将旋转扭矩传输至位于井筒中的工具串的防失速机构(更具体来说，锁紧离合器)的系统、组合件和方法。背景技术 [0002] 在石油和天然气勘探中，保护钻柱和连接至钻柱的井下工具的操作进度是重要的。一般来说，位于地面处或上方的钻机可耦接至井筒中的钻柱的近端以使钻柱旋转。钻机上的地面设备使钻柱旋转。钻柱包括钻杆的接头且可包括耦接至钻杆的井下动力部分(例如，容积式泥浆马达)，井下动力部分包括定子和转子，转子旋转且将扭矩沿着钻孔向下传递至耦接至位于钻柱的远端的钻头或其它井下设备(一般来说称作“工具串”)。在正常操作期间，地面设备使耦接至泥浆马达的定子的钻杆旋转。转子因为动力部分上的相对于定子的泵送流体压力差而旋转。诸如钻柱、动力部分、工具串和钻头等井下组件的旋转速度通常用每分钟转数(RPM)来表达。随着钻头上的重量或钻井的地层阻力增大，钻头速度减慢。当钻头速度等于或小于定子的速度(如可用RPM来表达)时，动力部分称作“失速的”。附图说明 [0003] 图1是钻机和设置在井筒中的包括井下钻井马达的井下设备的示意性说明。 [0004] 图2A和图2B是防失速机构的实例的概念图。 [0005] 图3是实例防失速机构的截面侧视图。 [0006] 图4是实例上部锥盘的透视图。 [0007] 图5是实例上部搭接件垫的透视图。 [0008] 图6是实例燕尾盘的透视图。 [0009] 图7是实例可移动锁紧块的透视图。 [0010] 图8A、图8B和图8C是实例锁紧盘的透视图。 [0011] 图9是实例下部搭接件垫的透视图。 [0012] 图10是实例下部锥盘的透视图。 [0013] 图11是实例锁紧组合件的透视图。 [0014] 图12A是实例防失速机构的部分剖视透视图。 [0015] 图12B是实例防失速机构的另一透视图。 [0016] 图13A是处于脱开配置的实例防失速机构的截面侧视图。 [0017] 图13B是处于啮合配置的实例防失速机构的截面侧视图。 [0018] 图14A至图14B是处于啮合配置的实例防失速机构的透视图。 [0019] 图15A至图15B是退出啮合配置的实例防失速机构的简化透视图。 [0020] 图16是实例防失速机构的操作的实例过程的流程图。具体实施方式 [0021] 参看图1，一般来说，位于地面12处或地面上方的钻机10使设置在地面12下方的井筒60中的钻柱20旋转。钻机上的地面设备14使钻杆21旋转。钻柱20包括钻杆21的接头、以及井下动力部分22(例如像Moineau型马达这样的井下容积式马达)，其包括定子24和转子26，转子26旋转且将扭矩沿着钻孔向下传递至附接至井下容积式马达的纵向输出轴45的钻头50或其它井下设备(一般来说称作“工具串”)40。井筒60由套管34和位于套管34与钻孔之间的环空中的水泥环32加固。在正常操作期间，地面设备14使耦接至定子24的钻杆21旋转，且转子26因为动力部分22上的相对于井下容积式马达的定子24的泵送流体压力差而旋转。随着钻头50上的重量或钻井的地层阻力增大，且当通过动力部分产生的扭矩不足以克服此阻力时，钻头50速度减慢。当钻头50的速度等于或小于定子24的RPM时，动力部分22称作“失速的”。 [0022] 在此阶段，钻头50和转子26的旋转落后于定子24的旋转，这意味着转子26相对于定子24相对向后转动。在马达失速期间，机械载荷与高压流体冲蚀结合可迅速导致对转子的弹性体的严重损坏，且可减少动力部分22的工作寿命并降低其效率。 [0023] 在一些情况下，可通过将额外扭矩提供至钻头50以便切穿正引起旋转阻力的地层来避免马达失速。在所说明的实例中，提供防失速机构100(也称作锁紧离合器)以将额外扭矩从定子24传输至钻头50。 [0024] 在正常操作下，定子24和转子26基本上旋转性地彼此分离。在失速或接近失速的情况下，防失速机构100啮合以使定子24旋转性地耦接至由转子26驱动的输出驱动轴102，以将额外扭矩递送至可移除地紧固至输出驱动轴的纵向输出轴45。随着阻力减小，防失速机构100脱开以使定子24基本上与转子26分离。尽管在对图1至图16进行的描述中，将防失速机构100的实施方案描述为结合Moineau型钻井马达使用，但在一些实施方案中，防失速机构100也可与涡轮、涡轮钻具，或旋转动力传递机构的任何其它适当的形式一起使用。 [0025] 图2A和图2B是防失速机构200的实例的概念图。在一些实施方式中，防失速机构200可表示图1的防失速机构100。参看图2A，示出了在“正常”情况下操作的防失速机构200的实例。在“正常”情况下，驱动轴210绕着纵向轴线201按箭头211表示的预定速度旋转。驱动轴210一般来说旋转得比定子220旋转的由箭头221表示的速度快。 [0026] 一系列延伸部212从驱动轴210径向地向外延伸。这些延伸部中的每一者将可移动锁紧块214支撑在燕尾槽(未示出)中，燕尾槽准许锁紧块214径向地移动。当驱动轴210自旋时，可移动锁紧块214被离心力径向地向外推动。此向外移动部分地由施加至可移动锁紧块214的向心力抵消。在一些实施方案中，向心力可由重力提供。举例来说，燕尾槽可相对于重力的作用倾斜，使得重力将倾向于向下和径向地向内拉动可移动锁紧块214。在一些实施方案中，向心力可由机械组件提供。举例来说，可移动锁紧块214可被弹簧、流体作用或可提供可径向地向内推动可移动锁紧块214的力的任何其它适当的组合件径向地向内推动。 [0027] 当驱动轴210旋转得比预定速度快时，离心力足以克服作用于可移动锁紧块214上的向心力。在此类情况下，可移动锁紧块214将被径向地向外推动，如箭头216所指示。当可移动锁紧块214沿着燕尾槽处于其基本上伸出位置时，可移动锁紧块214无疑绕着轴线201作圆周运动而与一系列固定锁紧块224不接触，固定锁紧块224由从定子220径向地向内延伸的一系列延伸部222支撑。 [0028] 现参看图2B，其示出了在“失速”情况下操作的防失速机构200的实例。随着钻头50上的重量增大，或遇到坚硬钻井条件，钻头RMP减小。在某一阶段，钻头50速度可变得慢的足以将Moineau马达视为“失速的”。在“失速的”情况下，驱动轴210绕着纵向轴线201在箭头211表示的预定速度以下旋转。在所说明的实例中，驱动轴210旋转得比定子220旋转的由箭头221表示的速度慢。 [0029] 当驱动轴210旋转得比预定速度慢时，离心力不足以克服作用于可移动锁紧块214上的向心力。在此类情况下，可移动锁紧块214将被径向地向内推动，如箭头217所指示。当可移动锁紧块214沿着燕尾槽处于其基本上缩回位置(例如，在与固定锁紧块基本上相同的绕着轴线201的轨道中)时，且驱动轴210正比定子220旋转得慢时，可移动锁紧块214将与固定锁紧块224接触。来自定子220的旋转能量将从固定锁紧块224传递至可移动锁紧块214，进而将额外旋转能量提供至驱动轴210。 [0030] 在一些实施方式中，从定子220传递至驱动轴210的额外旋转能量可将额外扭矩提供至钻头50。举例来说，钻头50会卡在出乎意料坚硬的地质地层中，而额外扭矩则可足以克服地层的阻力且重新启动钻头的旋转。随着钻头50的速度和驱动轴210的速度增大，可移动锁紧块214将返回至图2A中所示的配置。 [0031] 图3是实例防失速机构300的截面侧视图。在一些实施方式中，防失速机构300可以是图1的防失速机构100。防失速机构300包括上部锥盘400、一系列上部搭接件垫500、燕尾盘600、一系列止动销310、一系列弹簧320、一系列可移动锁紧块700、锁紧盘800、一系列下部搭接件垫900、下部锥盘1000、以及一系列锁紧组合件1100。将在图4至图12B的描述中进一步论述组件310至1100。 [0032] 图4是实例上部锥盘400的透视图。上部锥盘400是在其外径周围有一系列螺纹410的环。锥盘的内表面405形成有锥形，其从第一纵向末端430a处的第一直径420a发展为第二纵向末端430b处的大于第一直径420a的第二直径420b。 [0033] 螺纹410形成以与燕尾盘600中形成的对应螺纹配合，燕尾盘600将在图5的描述中进行论述。一系列扭矩孔440形成在第一纵向末端430a中。在一些实施方式中，扭矩孔440可接纳工具的插入。举例来说，活动扳手可插入至扭矩孔中以使上部锥盘400旋转以将上部锥盘400螺旋至燕尾盘600或从燕尾盘600松脱。 [0034] 图5是一系列上部搭接件垫500的实例的透视图。上部搭接件垫500是具有内径向表面505和外径向表面510的环的一部分。外径向表面具有从第一纵向末端530a处的第一直径520a到第二纵向末端530b处的第二直径520b的锥形。此锥度基本上等于上部锥盘400的锥度。搭接件垫500包括在内径向表面505上的一系列纵向搭接件550。在使用时，纵向搭接件500与驱动轴210摩擦地啮合。当上部锥盘400螺旋至燕尾盘600中时，纵向搭接件550压缩在驱动轴210上。在一些实施方案中，四个上部搭接件垫500可包括在防失速机构300中，但可使用任何适当的数目。 [0035] 图6是实例燕尾盘600的透视图。燕尾盘600被配置为同心地布置在内环650周围且连接至内环650的外环610，外环610与内环650部分通过空腔602分隔。外环610包括在内径向表面614周围的一系列螺纹612。螺纹612被配置用来在上部锥盘400与燕尾盘600组装在一起(例如，螺旋至燕尾盘600中)时，接纳上部锥盘400的螺纹410。 [0036] 内环650包括被确定尺寸以容纳驱动轴210的中心孔651。内环650包括径向地布置在内环650的圆周周围的一系列槽652。这些槽652中的每一者被配置用来容纳多个上部搭接件垫500中的一者。当上部锥盘400组装至燕尾盘600时，上部搭接件垫500被压缩在上部锥盘400与驱动轴210之间，从而使纵向搭接件550与驱动轴210磨擦地啮合。 [0037] 外环610包括形成在第一纵向末端630a中的一系列锁紧槽616和紧固件孔617。锁紧槽616和紧固件孔617中的每一者被配置用来容纳和可移除地附接锁紧组合件1100中的对应者，如将在图11和图12A的描述中进一步进行论述。 [0038] 外环610还包括径向地形成在第二纵向末端630b周围的一系列燕尾槽620。这些燕尾槽620中的每一者被配置用来容纳可移动锁紧块700中的对应者。燕尾槽620从外环610的外径轻微地逐渐变细至从外径径向向内的直径。在一些实施方案中，燕尾槽620中的锥形被配置，使得当转子26的RPM减小至低于预定速度(例如，低离心力被施加至可移动锁紧块700)时，可移动锁紧块700可因为重力、弹簧320提供的弹簧力，或任何其它适当的向心力源而径向地向内滑动。 [0039] 图7是实例可移动锁紧块700的透视图。可移动锁紧块700包括燕尾部分710和块部分750。燕尾部分710被配置以组装至且部分地限制在燕尾盘600的燕尾槽620中的对应者内，例如，燕尾形状准许可移动锁紧块700沿着燕尾槽620部分地移动而基本上不会旋转或掉出。燕尾部分710包括基本上平行于燕尾且形成在径向向内面714中的孔712。在使用时，孔712与弹簧320中的对应者啮合。 [0040] 块部分750配置有四个垂直面，其布置成在截面方向上看是菱形的，四个垂直面包括径向向外面752、径向向内面754、径向前导面756、以及径向尾随面758。径向尾随面758定向成相对于燕尾部分的定向基本上平行，使得径向尾随面758将与多个燕尾槽620中的一者中的可移动锁紧块700的行进路径基本上平行地对准。径向向外面752布置成基本上垂直于径向尾随面758。 [0041] 径向前导面756布置成基本上垂直于径向向外面752且基本上平行于径向尾随面758。径向前导面756径向地向内延伸的距离比径向尾随面758小。径向向内面754配置有从径向尾随面758延伸至径向前导面756的锥形。在一些实施方案中，径向前导面756和/或径向向内面754可以是平坦表面。在一些实施方案中，径向前导面756和/或径向向内面754可以是平坦的和/或弯曲的表面。 [0042] 图8A是实例锁紧盘800的仰视透视图。锁紧盘800被配置为同心地布置在内环850周围且连接至内环850的外环810，外环810与内环850部分通过空腔802分隔。内环850包括在外径向表面814周围的一系列螺纹812。 [0043] 内环850包括被确定尺寸以容纳驱动轴210的中心孔851。内环850包括形成在第二纵向末端830b中的一系列锁紧槽816和紧固件孔817。锁紧槽816和紧固件孔817中的每一者被配置用来容纳和可移除地附接锁紧组合件1100中的对应者，如将在图11和图12A的描述中进一步进行论述。 [0044] 外环810包括径向地布置在外环810的圆周周围的一系列槽852。这些槽852中的每一者被配置用来容纳多个下部搭接件垫900中的一者。 [0045] 现参看图8B，示出实例锁紧盘800的俯视透视图。第一纵向末端830a包括一系列固定锁紧块860。一系列固定锁紧块860从第一纵向表面830a纵向地延伸出，且同心地布置在孔851周围。在实施方案中，固定锁紧块860的数目可等于可移动锁紧块700的数目。 [0046] 图8C是图8B的由字母“A”指示的区域的放大图。该图包括多个固定锁紧块860中的一者。固定锁紧块860包括径向向外面852、径向前导面856和径向尾随面858。径向前导面856是布置成与多个可移动锁紧块700中的一者的径向尾随面758接触的大体上平坦的表面，使得面856与758在接触时基本上共平面。径向尾随面858和径向向外面852以锥形(例如，楔形)或弯曲配置布置，使得径向向外面852与径向向内面754在接触时基本上共平面。将在图14和图15的描述中进一步论述面752至758和852至858中的交互。 [0047] 图9是一系列下部搭接件垫900的实例的透视图。下部搭接件垫900是具有内径向表面905和外径向表面910的环的一部分。外径向表面具有从第一纵向末端930a处的第一直径920a到第二纵向末端930b处的第二直径920b的锥形。此锥度基本上等于下部锥盘1000的锥度。搭接件垫900包括在外径向表面910上的一系列纵向搭接件950。在使用时，纵向搭接件900与定子24摩擦地啮合。当下部锥盘1000螺旋至锁紧盘800中时，纵向搭接件950压缩在定子24上。在一些实施方案中，四个下部搭接件垫900可包括在防失速机构300中，但可使用任何适当的数目。 [0048] 图10是实例下部锥盘1000的透视图。下部锥盘1000是在内表面1005上布置有一系列螺纹1010的环。下部锥盘1000的外表面1007形成有锥形1009，其从第一纵向末端1030a处的第一直径1020a发展为第二纵向末端1030b处的大于第一直径1020a的第二直径1020b。 [0049] 螺纹1010形成以与锁紧盘800中形成的对应螺纹配合。一系列扭矩孔(未示出)形成在第二纵向末端430b中。在一些实施方式中，扭矩孔可接纳工具的插入。举例来说，活动扳手可插入至扭矩孔中以使下部锥盘1000旋转以将下部锥盘1000螺旋至锁紧盘800或从锁紧盘800松脱。当下部锥盘1000组装至锁紧盘800时，下部搭接件垫900被压缩在下部锥盘1000与定子24之间，从而使纵向搭接件1050与定子24磨擦地啮合。 [0050] 图11是一系列锁紧组合件1100中的一者的透视图。锁紧组合件1100包括纵向支撑件1110。纵向支撑件1110包括在一端的凸缘1120、在另一端的带螺纹的部分1130、以及在其中点附近的紧固件板1140。 [0051] 凸缘1120被配置用来配合至锁紧槽616或816中的对应者中，且至少部分由锁紧槽616或816中的对应者限制。紧固件板1140被配置用来使一系列紧固件1150(例如，螺栓)与紧固件孔617或817对准。锁紧板1160包括孔(未示出)，带螺纹的部分1130穿过该孔。紧固件 1170(例如，螺母)螺旋至带螺纹的部分1130上以沿着纵向支撑件1110的纵向长度限制锁紧板1160。 [0052] 图12A是实例防失速机构300的部分剖视透视图。驱动轴210、上部锥盘400、燕尾盘600、止动销310中的几个、弹簧320中的两个、可移动锁紧块700中的两个、锁紧盘800、下部搭接件垫900中的两个和锁紧组合件1100中的两个在此视图中可见。 [0053] 可移动锁紧块700示出为组装至燕尾盘600。在其组装配置中，燕尾部分710纵向地受燕尾槽620限制。弹簧320中的对应者被限制在燕尾盘600与孔712(此视图中不可见)之间。可移动锁紧块700被止动销310限制而不会退出燕尾槽620。 [0054] 锁紧组合件1100示出为组装至燕尾盘600。在其组装配置中，凸缘1120纵向地受锁紧槽616限制，且锁紧组合件1100通过使紧固件1150穿过紧固件板1140且进入紧固件孔617(此视图中不可见)中而径向地受限制。 [0055] 将锁紧板1160放置在带螺纹的部分1130上方，且使其与锥盘400的第一纵向末端430a接触。通过将紧固件1170螺旋至带螺纹的部分1130上且使紧固件1170与锁紧板1160接触来将锁紧板1160可移除地限制在这些位置。 [0056] 图12B是实例防失速机构300的另一透视图。在此视图中，可以看出，锁紧组合件1100用先前关于锁紧组合件1100和燕尾盘600描述的基本上类似的方式组装至锁紧盘800的内环850。紧固件1170可移除地维持锁紧板1160与下部锥盘1000之间的接触。 [0057] 图13A是处于脱开配置的实例防失速机构300的截面侧视图。当驱动轴210以将足以克服弹簧320提供的向心力的离心力施加在可移动锁紧块700上的速度旋转时展现脱开配置。在此类情况下，可移动锁紧块700径向地向外移动至轨道，在该轨道处可移动锁紧块700与固定锁紧块860不接触。 [0058] 图13B是处于啮合配置的实例防失速机构的截面侧视图。当驱动轴210旋转得比定子24慢且以将不足以克服弹簧320提供的向心力的离心力施加在可移动锁紧块700上的速度旋转时展现啮合配置。在此类情况下，可移动锁紧块700将径向地向内移动，其中其可与固定锁紧块860径向地接触。 [0059] 图14A和图14B是处于啮合配置的实例防失速机构300的透视图。此视图中隐藏了防失速机构300的几个元件，以便较好地说明可移动锁紧块700与固定锁紧块860之间的关系。参看图14A，使多个可移动锁紧块700中的一者和多个固定锁紧块860中的一者在大体上指示为“B”的区域内突出。 [0060] 图14B是图14A的区域“B”的放大图，以较好地说明可移动锁紧块700与固定锁紧块860之间的实例啮合。在驱动轴210以比预定速度小的速度自旋的情况下，可移动锁紧块700将径向地向内移动至说明的位置。如果驱动轴210的旋转速度、并且因此可移动锁紧块700的旋转速度也小于或等于定子24的旋转速度，且因此小于或等于固定锁紧块860的旋转速度，那么径向前导面856将与径向尾随面758接触。 [0061] 径向前导面856是布置成与多个可移动锁紧块700中的一者的径向尾随面758接触的大体上平坦的表面，使得面856与758在接触时基本上共平面。而在啮合配置中，来自定子24的旋转能量可通过固定锁紧块860到可移动锁紧块700传递至驱动轴210.[0062] 图15A和图15B是退出啮合配置的实例防失速机构300的简化透视图。此视图中隐藏了防失速机构300的几个元件，以便较好地说明可移动锁紧块700与固定锁紧块860之间的关系。参看图15A，使多个可移动锁紧块700中的一者和多个固定锁紧块860中的一者在大体上指示为“C”的区域内突出。 [0063] 图15B是图15A的区域“C”的放大图，以较好地说明可移动锁紧块700与固定锁紧块860之间的实例脱开。在驱动轴210的旋转速度、并且因此可移动锁紧块700的旋转速度大于定子24的旋转速度，且因此大于固定锁紧块860的旋转速度的情况下，径向前导面756将与径向尾随面858接触。 [0064] 径向前导面756和径向尾随面858被配置，使得这两个面之间的接触将径向地向外推动可移动块700。径向尾随面858和径向向外面852以锥形(例如，楔形)或弯曲配置布置，使得径向向外面852与径向向内面754在滑动接触时基本上共平面，且进一步向外推动可移动块700且使其与固定锁紧块860不接触。 [0065] 图16是实例防失速机构，诸如图1或图3的防失速机构100或300的操作的实例过程1600的流程图。在1610处，提供钻井组合件和锁紧离合器。钻井组合件包括：可旋转外壳，其耦接至可定位在井筒中的钻井马达的定子；以及可旋转输出轴，其耦接至钻井马达的驱动轴，所述可旋转输出轴具有与可旋转外壳的中心纵向轴线对准的中心纵向轴线。锁紧离合器包括可滑动地耦接至可旋转输出轴的多个可移动锁紧块。可移动锁紧块可相对于可旋转输出轴的中心纵向轴线径向地向内和向外滑动，且在可旋转输出轴周围沿圆周间隔开。多个锁紧块中的每一者具有第一接触面和第二接触面。多个固定锁紧块耦接至可旋转外壳，且径向地定位在输出轴周围且在可旋转外壳的内部周围沿圆周间隔开一定的距离，该距离足以在可移动锁紧块朝可旋转输出轴的中心轴线向内移动时，接纳多个可移动锁紧块中的一者。每个锁紧块具有第一接触面和第二接触面。在一些实施方案中，钻井组合件可以是图 1的驱动轴210和定子24，且锁紧离合器可以是防失速机构100或300。 [0066] 在1620处，将钻井组合件和锁紧离合器定位在井筒中。举例来说，将钻柱20和防失速机构100下降至井筒60中。 [0067] 在1630处，使钻井马达的定子以第一旋转速度旋转。在1640处，可使钻井马达的转子以大于第一速度的第二旋转速度相对于钻井马达的定子旋转。举例来说，转子26可旋转得相对快于定子24。 [0068] 在1640处，通过足以克服由偏置部件施加至可移动锁紧块的偏置力的离心力来使可移动锁紧块从可旋转输出轴的中心轴线向外移动。举例来说，驱动轴210的旋转可赋予燕尾盘600和可移动锁紧块700的旋转，其可使作用于可移动锁紧块700上的离心力克服弹簧320提供的偏置力。 [0069] 在1650处，可旋转输出轴的旋转速度相对于可旋转外壳的旋转速度减小，从而导致可移动锁紧块上的离心力减小。在1660处，通过施加至可移动锁紧块的偏置力使可移动锁紧块在向下成锥形的燕尾接头内朝中心轴线向内移动。举例来说，当驱动轴210减慢时，重力和/或弹簧320的力可变得相对大于作用于可移动锁紧块700上的离心力，从而使可移动锁紧块700沿着燕尾槽620径向地向内移动。 [0070] 在1670处，使可移动锁紧块与固定锁紧块啮合。举例来说，在图14A至图14B说明的啮合配置中，可移动锁紧块700与固定锁紧块860啮合。在1680处，经由锁紧块将扭矩从可旋转外壳传递至可旋转输出轴。举例来说，当在图13B和图14A至图14B所示的啮合配置中时，来自定子24的旋转能量可通过固定锁紧块860到可移动锁紧块700传递至驱动轴210。 [0071] 尽管上文已详细描述了一些实施方式，但其它修改是可能的。举例来说，图式中描绘的逻辑流程不需要所示的特定顺序或连续顺序才能实现期望结果。另外，可提供其它步骤，或可从描述的流程中消除步骤，且可将其它组件添加至所描述的系统或从所描述的系统移除组件。因此，其它实施方式在所附权利要求书的范围内。