УСТРОЙСТВО ОГРАНИЧЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ В СКВАЖИНЕ

1. Устройство ограничения крутящего момента, содержащее:
вращательный входной элемент, имеющий внутреннюю полость, причем внутренняя полость имеет поверхность, содержащую множество упорных гнезд;
вращательный выходной элемент, расположенный во внутренней полости вращательного входного элемента, причем вращательный выходной элемент содержит множество радиальных выступов и радиальных углублений;
множество радиальных храповых элементов, расположенных радиально между вращательным входным элементом и вращательным выходным элементом, причем каждый радиальный храповой элемент имеет радиально внутреннюю поверхность, и радиально наружную поверхность, содержащую по меньшей мере один радиально выступающий упор;
множество подшипников, расположенных радиально между множеством радиальных храповых элементов и вращательным выходным элементом; и
удерживающий узел, содержащий податливый элемент, обладающий достаточной силой податливости для поддержания контакта между множеством храповых элементов, множеством подшипников, и вторым вращательным элементом, причем каждый подшипник, по меньшей мере, частично расположен между одним из радиальных храповых элементов и вращательным выходным элементом, при этом каждый упор, по меньшей мере, частично расположен в соответствующем упорном гнезде.
2. Устройство ограничения крутящего момента по п. 1, в котором один или более из радиальных храповых элементов выполнен с возможностью передавать вращательное движение в первом направлении вращения от вращательного входного элемента к вращательному выходному элементу, когда величина крутящего момента, развиваемого на устройстве ограничения крутящего момента, равна заданному пороговому значению крутящего момента или меньше него; и
один или более из радиальных храповых элементов выполнен с возможностью предотвращать передачу вращательного движения в первом направлении вращения от вращательного входного элемента к вращательному выходному элементу, когда величина крутящего момента, развиваемого на устройстве ограничения крутящего момента, превышает заданное пороговое значение крутящего момента.
3. Устройство ограничения крутящего момента по п. 2, в котором один или более из радиальных храповых элементов выполнен с возможностью передавать вращательное движение во втором противоположном направлении вращения от вращательного входного элемента к вращательному выходному элементу, когда величина крутящего момента, развиваемого на устройстве ограничения крутящего момента, равна заданному пороговому значению крутящего момента или меньше него; и
один или несколько радиальных храповых элементов выполнен с возможностью предотвращать передачу вращательного движения во втором направлении вращения от вращательного входного элемента к вращательному выходному элементу, когда величина крутящего момента, развиваемого на устройстве ограничения крутящего момента, превышает заданное пороговое значение крутящего момента.
4. Устройство ограничения крутящего момента по любому из пп. 1-3, в котором каждый из множества храповых элементов содержит наклонную наружную поверхность, при этом удерживающий узел содержит:
опорный узел, имеющий первую грань и вторую грань, причем первая грань имеет наклонную внутреннюю поверхность, по существу, параллельную наклонной наружной поверхности; и,
по меньшей мере один податливый элемент, выполненный с возможностью обеспечения силы податливости между одним из входного элемента или выходного элементом и второй гранью опорного узла, причем податливый элемент вынуждает наклонную внутреннюю поверхность контактировать с наклонной наружной поверхностью.
5. Устройство ограничения крутящего момента по п. 4, в котором податливый элемент является пружиной.
6. Устройство ограничения крутящего момента по любому из пп. 1-3 и 5, в котором подшипники являются радиальными выступами, отходящими радиально внутрь от радиально внутренних поверхностей радиальных храповых элементов.
7. Устройство ограничения крутящего момента по любому из пп. 1-3 и 5, в котором подшипниками являются роликовые подшипники, а радиально внутренняя поверхность содержит по меньшей мере одно полукруглое углубление, при этом сила податливости дополнительно поддерживает контакт между множеством храповых элементов, множеством роликовых подшипников и вращательным входным элементом, причем каждый роликовый подшипник, по меньшей мере, частично удерживается между одним из радиальных храповых элементов и вращательным входным элементом, в соответствующем одном из полукруглых углублений, при этом каждый упор, по меньшей мере, частично удерживается в соответствующем упорном гнезде.
8. Способ ограничения крутящего момента во вращательном устройстве, содержащий следующее:
обеспечивают устройство ограничения крутящего момента, включающее в себя:
вращательный входной элемент, имеющий внутреннюю полость, причем внутренняя полость имеет поверхность, содержащую множество упорных гнезд;
вращательный выходной элемент, расположенный во внутренней полости вращательного входного элемента, причем вращательный выходной элемент содержит множество радиальных выступов и радиальных углублений;
множество радиальных храповых элементов, расположенных радиально между вращательным входным элементом и вращательным выходным элементом, причем каждый радиальный храповой элемент имеет радиально внутреннюю поверхность и радиально наружную поверхность, содержащую по меньшей мере один радиально выступающий упор;
множество подшипников, радиально расположенных между множеством радиальных храповых элементов и вращательным выходным элементом; и
удерживающий узел, содержащий податливый элемент, обладающий достаточной силой податливости для поддержания контакта между множеством храповых элементов, множеством подшипников и вращательным входным элементом;
вращают вращательный входной элемент при уровне крутящего момента, который равен или ниже заданного порогового значения крутящего момента, при котором или ниже которого множество подшипников приходит во вращение вокруг вращательного входного элемента, причем вращение подшипников приводит множество храповых узлов во вращение вокруг вращательного входного элемента, а вращение множества храповых узлов приводит вращательный выходной элемент во вращение вместе с вращательным входным элементом; и
вращают вращательный входной элемент при уровне крутящего момента, превышающем заданное пороговое значение крутящего момента, превышение которого переводит множество подшипников из множества углублений на множество вершин, чтобы устранить связь вращения вращательного входного элемента и приведения во вращение множества подшипников, множества храповых узлов и вращательного выходного элемента.
9. Способ по п. 8, в котором один или более из радиальных храповых элементов передает вращательное движение в первом направлении вращения от вращательного входного элемента к вращательному выходному элементу, когда величина крутящего момента, развиваемого на устройстве ограничения крутящего момента равна заданному пороговому значению крутящего момента или меньше него; и
один или более из радиальных храповых элементов предотвращает передачу вращательного движения в первом направлении вращения от вращательного входного элемента к вращательному выходному элементу, когда величина крутящего момента, развиваемого на устройстве ограничения крутящего момента, превышает заданное пороговое значение крутящего момента.
10. Способ по п. 9, в котором один или более из радиальных храповых элементов передает вращательное движение во втором противоположном направлении вращения от вращательного входного элемента к вращательному выходному элементу, когда величина крутящего момента, развиваемого на устройстве ограничения крутящего момента равна заданному пороговому значению крутящего момента или меньше него; и
один или более из радиальных храповых элементов предотвращает передачу вращательного движения во втором направлении вращения от вращательного входного элемента к вращательному выходному элементу, когда величина крутящего момента, развиваемого на устройстве ограничения крутящего момента, превышает заданное пороговое значение крутящего момента.
11. Способ по любому из пп. 8-10, в котором каждый из множества храповых элементов содержит наклонную наружную поверхность, при этом удерживающий узел содержит:
опорный узел, имеющий первую грань и вторую грань, причем первая грань имеет наклонную внутреннюю поверхность, по существу, параллельную наклонной наружной поверхности; и
по меньшей мере один податливый элемент, выполненный с возможностью обеспечения силы податливости между одним из входного элемента или выходного элемента и второй гранью опорного узла, причем податливый элемент приводит наклонную внутреннюю поверхность в контакт с наклонной наружной поверхностью.
12. Способ по п. 11, в котором податливый элемент является пружиной.
13. Способ по любому из пп. 8-10 и 12, в котором подшипники являются радиальными выступами, отходящими радиально внутрь от радиально внутренних поверхностей радиальных храповых элементов.
14. Способ по любому из пп. 8-10 и 12, в котором подшипниками являются роликовые подшипники, а радиальная внутренняя поверхность содержит по меньшей мере одно полукруглое углубление, при этом сила податливости дополнительно поддерживает контакт между множеством храповых элементов, множеством роликовых подшипников, и вращательным входным элементом, причем каждый роликовый подшипник, по меньшей мере, частично удерживается между одним из радиальных храповых элементов и вращательным входным элементом в соответствующем одном из полукруглых углублений, при этом каждый упор, по меньшей мере, частично удерживается в соответствующем упорном гнезде.