一種螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)，芯軸中心設有芯軸水眼，芯軸外周套裝有本體和外殼，外殼旋接在本體的下方，本體外周旋接有可更換扶正器，本體的上段內(nèi)壁通過本體自潤滑復合軸承支撐在芯軸外周，本體的下段內(nèi)壁設有軸承油腔，軸承油腔中自上而下依次設有上平面軸承、防掉卡塊、下平面軸承和調(diào)節(jié)環(huán)，上平面軸承的上部頂在本體的內(nèi)臺階下方，上平面軸承的下部支撐在防掉卡塊上，防掉卡塊下部支撐在下平面軸承上，下平面軸承下部支撐在調(diào)節(jié)環(huán)上，調(diào)節(jié)環(huán)下部支撐在外殼的上端口上。防掉卡塊由對稱的兩半合圍而成，防掉卡塊的內(nèi)圓周壁設有多道防掉卡環(huán)且各防掉卡環(huán)分別嵌裝在芯軸上對應的卡槽內(nèi)。該防掉機構(gòu)使用壽命長，工作可靠。
【專利說明】一種螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種螺桿鉆具傳動軸總成，尤其涉及一種螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)，螺桿鉆具傳動軸總成用于產(chǎn)生的扭矩及轉(zhuǎn)速為鉆頭提供動力，防掉機構(gòu)用于防止本體與芯軸脫離，屬于石油鉆井設備【技術(shù)領域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在石油鉆井中，利用螺桿鉆具產(chǎn)生的扭矩及轉(zhuǎn)速為鉆頭提供所需的動力，從而進行破巖鉆進。螺桿鉆具上部旋接鉆具，下部旋接鉆頭。由于螺桿鉆具緊挨著鉆頭，使得大位移井、多底井、分支井等的定向井的承鉆成為可能。
[0003]螺桿鉆具是一種把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。當高壓液體進入鉆具時，迫使轉(zhuǎn)子在定子中滾動，由此產(chǎn)生扭矩和轉(zhuǎn)速，通過萬向軸傳遞到傳動軸總成，由傳動軸總成傳遞扭矩及轉(zhuǎn)速來為鉆頭提供動力，達到鉆井的目的。
[0004]目前常用的螺桿鉆具技術(shù)為開式普通螺桿鉆具技術(shù)，具有相同的結(jié)構(gòu)、使用溫度低、使用范圍小、使用壽命短的現(xiàn)象，無法進行短半徑水平井的作業(yè)，也實現(xiàn)不了加快鉆井速度提升、鉆井周期縮短、鉆井成本降低的當今需求。
[0005]開式螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)主要由芯軸、下TC軸承固定套、下TC軸承旋轉(zhuǎn)套、本體、防掉機構(gòu)、彈簧、下定位套、卡套、串軸承、上定位套、上TC軸承固定套和上TC軸承旋轉(zhuǎn)套等組成。
[0006]鉆井中，來自泥漿泵泵入的泥漿通過鉆具水眼進入傳動軸總成，一路通過芯軸水目艮，進入鉆頭噴嘴射向井底后攜帶巖屑返回地面；另一路通過上TC軸承固定套與上TC軸承旋轉(zhuǎn)套間的縫隙流向串軸承，在通過下TC軸承固定套、下TC軸承旋轉(zhuǎn)套間的縫隙流向鉆具外的環(huán)空。整個TC軸承及串軸承都敞露在泥漿中，由于泥漿中含有多的微小巖石顆粒及泥漿的化學腐蝕，大大降低了軸承的使用壽命，其使用壽命在100小時左右，使用溫度在100度以下，也無法與麗d、LWd、旋轉(zhuǎn)導向鉆進系統(tǒng)配套使用。
[0007]該螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)上的下TC軸承固定套、下TC軸承旋轉(zhuǎn)套、上TC軸承固定套、上TC軸承旋轉(zhuǎn)套承擔著徑向的扶正功能，多組串軸承串接在一起，主要承擔著軸向載荷及部分的扶正載荷。扶正器是與本體連為一體的，一擔扶正器磨損，該螺桿鉆具就失效。
[0008]傳統(tǒng)螺桿鉆具傳動軸總成防掉機構(gòu)是由兩瓣組成，鑲在芯軸相應的環(huán)形槽內(nèi)，并可在芯軸相應的環(huán)形槽內(nèi)上下竄動，由卡套卡住，防止防掉機構(gòu)脫掉；同時，用彈簧頂住防止防掉機構(gòu)，再由防止防掉機構(gòu)頂住串軸承，防止串軸承散架。由于軸承處于泥漿環(huán)境中，軸承等部件的使用壽命很短。
[0009]隨著石油鉆井技術(shù)的發(fā)展，特別是海洋及陸地沙漠石油鉆探，為了獲得更好的經(jīng)濟效益，需要開發(fā)叢式井、多底井、魚刺井和大位移水平井，而且常常要在更復雜的地層，如高陡構(gòu)造帶鉆井；承鉆上述高難度、高水平的油氣井，就需要對螺桿鉆具提出更高的要求。實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)，各軸承封閉在潤滑油腔內(nèi)工作，使用壽命長。
[0011 ] 為解決以上技術(shù)問題，本實用新型的一種螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)，包括芯軸，所述芯軸的中心沿軸線設有貫通的芯軸水眼，所述芯軸的外周套裝有本體和外殼，所述外殼旋接在所述本體的下方，所述本體的外周旋接有可更換扶正器，所述本體的上段內(nèi)壁通過本體自潤滑復合軸承支撐在所述芯軸外周，所述本體的下段內(nèi)壁設有軸承油腔，所述軸承油腔中自上而下依次設有上平面軸承、防掉卡塊、下平面軸承和調(diào)節(jié)環(huán)，所述上平面軸承的上部頂在所述本體的內(nèi)臺階下方，所述上平面軸承的下部支撐在所述防掉卡塊上，所述防掉卡塊的下部支撐在所述下平面軸承上，所述下平面軸承的下部支撐在所述調(diào)節(jié)環(huán)上，所述調(diào)節(jié)環(huán)的下部支撐在所述外殼的上端口上。
[0012]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型取得了以下有益效果:本體的外周旋接有可更換扶正器，避免扶正器損壞導致整個傳動軸總成報廢。長通徑外殼自潤滑復合軸承可以減小芯軸在外殼中的旋轉(zhuǎn)阻力，而且可以起到扶正的作用。上平面軸承、防掉卡塊、下平面軸承和調(diào)節(jié)環(huán)構(gòu)成一組能正常運轉(zhuǎn)的軸承體系，且在油浸環(huán)境下工作，不容易發(fā)生損壞。
[0013]作為本實用新型的改進，所述防掉卡塊由對稱的兩半合圍而成，所述防掉卡塊的內(nèi)圓周壁設有多道防掉卡環(huán)且各防掉卡環(huán)分別嵌裝在所述芯軸上對應的卡槽內(nèi)。防掉卡塊通過多道防掉卡環(huán)卡在芯軸的卡槽中，實現(xiàn)軸向定位，且將防掉機構(gòu)固定在芯軸上。防掉機構(gòu)與芯軸成為一體，保證了上平面軸承與下平面軸承在高軸向鉆壓下的正常運轉(zhuǎn)。
[0014]作為本實用新型的改進，所述防掉卡塊的中部通過卡塊防松螺釘固定在所述芯軸上，所述防掉卡塊的外周套裝有卡套，所述卡套的下端支撐在所述防掉卡塊下部的外臺階上，所述卡套的頂在彈簧擋圈的下方，所述彈簧擋圈嵌裝在所述防掉卡塊的圓周上。卡塊防松螺釘將防掉卡塊固定在芯軸上，卡套套在防掉卡塊對應的環(huán)形臺階面上，阻止了防掉卡塊從芯軸上脫開，彈簧擋圈將卡套軸向定位。
[0015]作為本實用新型的改進，所述可更換扶正器的外圓周均勻分別有多道扶正條，所述可更換扶正器的軸向中部通過多個扶正器防松螺釘旋接在所述本體上，各所述扶正器防松螺釘沿所述本體的圓周均勻分布?？筛鼡Q扶正器是獨立的套裝結(jié)構(gòu)，其上的扶正條可根據(jù)用戶需求，制作成三至六條，已經(jīng)制作成直條、螺旋條等旋向，在現(xiàn)場可根據(jù)鉆井的施工狀況，選擇所需的可更換扶正器，大大降低了施工成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明，附圖僅提供參考與說明用，非用以限制本實用新型。
[0017]圖1為本實用新型螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)的主視圖。
[0018]圖2為圖1中防掉機構(gòu)的放大圖。
[0019]圖3為圖1中可更換扶正器的主視圖。
[0020]圖4為圖3的俯視圖。
[0021]圖中:1.芯軸；la.芯軸水眼；2.上密封套；3.上油腔；4.上密封裝置；5.本體；5a.本體注油通道；5b.本體注油堵頭；5c.本體自潤滑復合軸承；6.防掉機構(gòu)；6a.上平面軸承；6b.防掉卡塊；6c.卡塊防松螺釘；6d.卡套；6e.彈簧擋圈；6f.下平面軸承；6g.調(diào)節(jié)環(huán)；7.可更換扶正器；7a.扶正器防松螺釘；7b.扶正條；8.外殼；8a.外殼自潤滑復合軸承；8b.外殼注油通道；8c.外殼注油堵頭；8d.外殼密封蓋；8e.外殼旋轉(zhuǎn)油封；9.缸套；9a.下注油堵頭；10.下油腔；11.下密封裝置。

【具體實施方式】
[0022]如圖1至圖4所示，本實用新型的螺桿鉆具傳動軸總成包括芯軸1，芯軸I的中心沿軸線設有貫通的芯軸水眼la，芯軸I的上端設有與萬向軸連接的公螺紋，芯軸I的下端設有與鉆頭連接的母螺紋，芯軸I的外周自上而下依次套裝有上密封套2、本體5、外殼8和缸套9，上密封套2的上端設有與萬向軸殼體連接的公螺紋，上密封套2的下端與本體5的上端相旋接，本體5的下端與外殼8的上端相旋接，外殼8的下部與缸套9的上端相旋接；上密封套2的內(nèi)壁與芯軸I的外壁通過上密封裝置4實現(xiàn)密封，上密封裝置4與本體5的上端面之間形成上油腔3，本體5的上段設有本體注油通道5a與上油腔3相通，本體注油通道5a的外端口被本體注油堵頭5b封閉；本體5的上段內(nèi)壁通過本體自潤滑復合軸承5c支撐在芯軸I外周，本體5的下段內(nèi)壁通過防掉機構(gòu)6與芯軸I的外壁連接,防掉機構(gòu)6浸在油腔中，本體5的外周旋接有可更換扶正器7 ;外殼8的內(nèi)壁通過外殼自潤滑復合軸承8a支撐在芯軸I外周；缸套9的內(nèi)壁與芯軸I的外壁通過下密封裝置11實現(xiàn)密封，下密封裝置11與外殼8的下端頭之間設有下油腔10，缸套9上設有下注油堵頭9a與下油腔10相通。
[0023]鉆井中，泥漿可以全部進入芯軸水眼la，通過芯軸水眼Ia進入鉆頭噴嘴射向井底后攜帶巖屑返回地面，芯軸I旋轉(zhuǎn)而外周的各套不轉(zhuǎn)；芯軸I外周上密封套2、本體5、外殼8和缸套9依次旋接實現(xiàn)密封。上密封套2的內(nèi)壁與芯軸I的外壁通過上密封裝置4實現(xiàn)密封，上密封裝置4與本體5的上端面之間形成上油腔3，從本體注油通道5a向上油腔3內(nèi)注滿壓力油，然后用本體注油堵頭5b將本體注油通道5a的出口封堵；上油腔3的壓力油及上密封裝置4將泥漿封堵在上密封裝置4上方。防掉機構(gòu)6浸在油腔中，在潤滑情況下工作，不與泥漿接觸；本體5的外周旋接有可更換扶正器7，避免扶正器損壞導致整個傳動軸總成報廢。長通徑外殼自潤滑復合軸承8a可以減小芯軸I在外殼8中的旋轉(zhuǎn)阻力，而且可以起到扶正的作用。缸套9的內(nèi)壁與芯軸I的外壁通過下密封裝置11實現(xiàn)密封，下密封裝置11與外殼8的下端頭之間設有下油腔10，向下油腔10內(nèi)注滿壓力油后，采用下注油堵頭9a封堵，下密封裝置11和下油腔10中的壓力油使泥漿不能向上進入缸套9的環(huán)狀縫隙中，保證了上方夾套中的各部件不接觸泥漿，延長了使用壽命。
[0024]外殼8的中部設有外殼注油通道8b，外殼注油通道8b與外殼自潤滑復合軸承8a相通，夕卜殼注油通道8b的外端口封堵有外殼注油堵頭8c。通過外殼注油通道8b可以向外殼自潤滑復合軸承8a注油，保證其潤滑良好。
[0025]如圖2所示，防掉機構(gòu)6包括上平面軸承6a、防掉卡塊6b、下平面軸承6f和調(diào)節(jié)環(huán)6g，上平面軸承6a的上部頂在本體5的內(nèi)臺階下方，上平面軸承6a的下部支撐在防掉卡塊6b上，防掉卡塊6b的下部支撐在下平面軸承6f上，下平面軸承6f的下部支撐在調(diào)節(jié)環(huán)6g上,調(diào)節(jié)環(huán)6g的下部支撐在外殼8的上端口上；防掉卡塊6b由對稱的兩半合圍而成，防掉卡塊6b的內(nèi)圓周壁設有多道防掉卡環(huán)且各防掉卡環(huán)分別嵌裝在芯軸I上對應的卡槽內(nèi)。上平面軸承6a、防掉卡塊6b、下平面軸承6f和調(diào)節(jié)環(huán)6g構(gòu)成一組能正常運轉(zhuǎn)的軸承體系，且在油浸環(huán)境下工作，不容易發(fā)生損壞；防掉卡塊6b通過多道防掉卡環(huán)卡在芯軸I的卡槽中，實現(xiàn)軸向定位，且將防掉機構(gòu)6固定在芯軸I上。防掉機構(gòu)6與芯軸I成為一體,保證了上平面軸承6a與下平面軸承6f在高軸向鉆壓下的正常運轉(zhuǎn)。
[0026]防掉卡塊6b的中部通過卡塊防松螺釘6c固定在芯軸I上，防掉卡塊6b的外周套裝有卡套6d,卡套6d的下端支撐在防掉卡塊6b下部的外臺階上,卡套6d的頂在彈簧擋圈6e的下方,彈簧擋圈6e嵌裝在防掉卡塊6b的圓周上?？▔K防松螺釘6c將防掉卡塊6b固定在芯軸I上，卡套6d套在防掉卡塊6b對應的環(huán)形臺階面上，阻止了防掉卡塊6b從芯軸I上脫開，彈簧擋圈6e將卡套6d軸向定位。
[0027]如圖3、圖4所示，可更換扶正器7的外圓周均勻分別有多道扶正條7b，可更換扶正器7的軸向中部通過多個扶正器防松螺釘7a旋接在本體5上，各扶正器防松螺釘7a沿本體5的圓周均勻分布?？筛鼡Q扶正器7是獨立的套裝結(jié)構(gòu)，其上的扶正條7b可根據(jù)用戶需求，制作成三至六條，已經(jīng)制作成直條、螺旋條等旋向，在現(xiàn)場可根據(jù)鉆井的施工狀況，選擇所需的可更換扶正器7，大大降低了施工成本。
[0028]外殼8的下端頭旋接有外殼密封蓋8d，外殼密封蓋8d的下端設有面向芯軸I的外殼密封槽，外殼密封槽中嵌裝有外殼旋轉(zhuǎn)油封Se。外殼8的下端頭的外殼密封蓋8d及外殼旋轉(zhuǎn)油封Se可以阻止下油腔10中的潤滑油上行。
[0029]以上所述僅為本實用新型之較佳可行實施例而已，非因此局限本實用新型的專利保護范圍。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護范圍內(nèi)。本實用新型未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，在此不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)，包括芯軸，所述芯軸的中心沿軸線設有貫通的芯軸水眼，所述芯軸的外周套裝有本體和外殼，所述外殼旋接在所述本體的下方，所述本體的外周旋接有可更換扶正器，其特征在于:所述本體的上段內(nèi)壁通過本體自潤滑復合軸承支撐在所述芯軸外周，所述本體的下段內(nèi)壁設有軸承油腔，所述軸承油腔中自上而下依次設有上平面軸承、防掉卡塊、下平面軸承和調(diào)節(jié)環(huán)，所述上平面軸承的上部頂在所述本體的內(nèi)臺階下方，所述上平面軸承的下部支撐在所述防掉卡塊上，所述防掉卡塊的下部支撐在所述下平面軸承上，所述下平面軸承的下部支撐在所述調(diào)節(jié)環(huán)上，所述調(diào)節(jié)環(huán)的下部支撐在所述外殼的上端口上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)，其特征在于:所述防掉卡塊由對稱的兩半合圍而成，所述防掉卡塊的內(nèi)圓周壁設有多道防掉卡環(huán)且各防掉卡環(huán)分別嵌裝在所述芯軸上對應的卡槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)，其特征在于:所述防掉卡塊的中部通過卡塊防松螺釘固定在所述芯軸上，所述防掉卡塊的外周套裝有卡套，所述卡套的下端支撐在所述防掉卡塊下部的外臺階上，所述卡套的頂在彈簧擋圈的下方，所述彈簧擋圈嵌裝在所述防掉卡塊的圓周上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構(gòu)，其特征在于:所述可更換扶正器的外圓周均勻分別有多道扶正條，所述可更換扶正器的軸向中部通過多個扶正器防松螺釘旋接在所述本體上，各所述扶正器防松螺釘沿所述本體的圓周均勻分布。
【文檔編號】E21B4/00GK204139963SQ201420561496
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】祝兆清, 李廣永, 常青忠, 祝慶國 申請人:揚州天業(yè)石油機械有限公司