一種鉆井用的螺桿鉆具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉆井用的螺桿鉆具，屬于鉆井工具技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，石油、天然氣勘探開發(fā)的鉆井過程多使用螺桿鉆具，螺桿鉆具主要由依次連接的旁通閥總成、馬達(dá)總成、萬向軸總成和傳動(dòng)軸總成構(gòu)成?，F(xiàn)有的這種螺桿鉆具存在幾方面的不足:第一、傳動(dòng)軸總成中的止推軸承多采用滾珠對角軸承(也稱串軸承)，這種軸承耐腐蝕能力和抗磨蝕能力都較弱，工作壽命短；也有嘗試設(shè)計(jì)金剛石滑動(dòng)止推軸承的，但其抗沖擊能力弱，在交變沖擊載荷下工作壽命短，而且不穩(wěn)定。第二、馬達(dá)總成中的定子主要由非等壁厚橡膠襯套等構(gòu)成，其明顯的問題是橡膠襯套的額外變形大、產(chǎn)熱多、散熱慢、轉(zhuǎn)換效率低，因此難以滿足工作需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有耐腐蝕、抗磨蝕、抗沖擊、承載能力強(qiáng)的止推軸承結(jié)構(gòu)的鉆井用的螺桿鉆具。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種鉆井用的螺桿鉆具，它包括依次連接的旁通閥總成、馬達(dá)總成、萬向軸總成和傳動(dòng)軸總成；其特征在于:所述傳動(dòng)軸總成包括傳動(dòng)軸殼體、中空的傳動(dòng)軸和連接所述傳動(dòng)軸與所述傳動(dòng)軸殼體的整體浮動(dòng)式止推軸承；所述整體浮動(dòng)式止推軸承包括一緊固連接在所述傳動(dòng)軸殼體內(nèi)壁且呈筒狀的軸承殼體、多個(gè)位于所述軸承殼體內(nèi)的軸承動(dòng)環(huán)和多個(gè)位于所述軸承殼體內(nèi)的軸承靜環(huán)；在每兩個(gè)所述軸承動(dòng)環(huán)之間設(shè)置一軸套，所述軸承動(dòng)環(huán)和軸套均緊固套接在所述傳動(dòng)軸上，在每一所述軸套上均間隔套置兩個(gè)所述軸承靜環(huán)，在位于兩個(gè)所述軸承靜環(huán)之間的所述軸承殼體內(nèi)壁上設(shè)置一環(huán)狀凸緣，在所述環(huán)狀凸緣與兩所述軸承靜環(huán)之間分別設(shè)置一減震儲(chǔ)能體；在每一所述軸承靜環(huán)的外側(cè)壁上開設(shè)有多個(gè)所述沿軸承殼體的軸向布置的長槽，在位于每一所述長槽所對的所述軸承殼體上連接一螺釘，所述螺釘?shù)亩瞬可烊胨鲩L槽中；每一所述軸承靜環(huán)與所述軸承動(dòng)環(huán)之間均通過兩組金剛石復(fù)合片相配合，其中一圈所述金剛石復(fù)合片安裝在所述軸承靜環(huán)上，另一圈所述金剛石復(fù)合片安裝在所述軸承動(dòng)環(huán)上。
[0005]所述減震儲(chǔ)能體為橡膠體或者彈簧。
[0006]所述馬達(dá)總成包括定子、轉(zhuǎn)子和硫化在所述定子內(nèi)孔上的橡膠襯套，所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)孔面和所述橡膠襯套的內(nèi)壁面均為螺旋曲面，所述橡膠襯套具有均勻的厚度。
[0007]每一圈所述金剛石復(fù)合片均為多個(gè)沿沿圓周均勻分布的圓柱形金剛石復(fù)合片。
[0008]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明的整體浮動(dòng)式止推軸承在軸承殼體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)軸承動(dòng)環(huán)和軸承靜環(huán)，其中，軸承動(dòng)環(huán)緊固套接在傳動(dòng)軸上，軸承靜環(huán)被限制在軸承殼體內(nèi)，且在軸承殼體內(nèi)設(shè)置有凸緣，在凸緣與軸承靜環(huán)之間設(shè)置有減震儲(chǔ)能體，因此，本發(fā)明在使用時(shí)，軸向交變沖擊載荷的方向變化點(diǎn)由金剛石復(fù)合片滑動(dòng)摩擦副的摩擦界面轉(zhuǎn)移到減震儲(chǔ)能體上，避免了直接沖擊金剛石復(fù)合片，使用壽命能夠大幅度地提升；同時(shí)，軸向載荷通過動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、減震儲(chǔ)能體和多個(gè)凸緣傳遞到軸承殼體上，大大提高了整個(gè)軸承體的軸向承載能力。2、本發(fā)明的整體浮動(dòng)式止推軸承采用金剛石復(fù)合片作為滑動(dòng)摩擦副，具有較強(qiáng)的承耐腐蝕能力和抗磨蝕能力。3、本發(fā)明的馬達(dá)總成將定子的內(nèi)孔面設(shè)置為螺旋曲面，因此，直接硫化在內(nèi)孔面上的橡膠襯套能夠呈均勻厚度，從而使橡膠襯套在工作負(fù)載下額外變形小、產(chǎn)熱少、散熱快，也能夠使馬達(dá)轉(zhuǎn)化效率有較大的提升。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明整體浮動(dòng)式止推軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是本發(fā)明馬達(dá)總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0013]實(shí)施例一:
[0014]如圖1所示，本實(shí)施例中的螺桿鉆具包括依次連接的旁通閥總成1、馬達(dá)總成2、萬向軸總成3和傳動(dòng)軸總成4，其中，傳動(dòng)軸總成4包括傳動(dòng)軸殼體41、中空的傳動(dòng)軸42，以及連接傳動(dòng)軸42與傳動(dòng)軸殼體41的整體浮動(dòng)式止推軸承43。
[0015]如圖2所示，整體浮動(dòng)式止推軸承43包括一緊固連接在傳動(dòng)軸殼體41內(nèi)壁且呈筒狀的軸承殼體431、多個(gè)位于軸承殼體431內(nèi)的軸承動(dòng)環(huán)432和多個(gè)位于軸承殼體431內(nèi)的軸承靜環(huán)433。在每兩個(gè)軸承動(dòng)環(huán)432之間設(shè)置一軸套434，并且軸承動(dòng)環(huán)432和軸套434均緊固套接在傳動(dòng)軸42上，以使各軸承動(dòng)環(huán)432和各軸套434相對位置固定，在每一軸套434上均間隔套置兩個(gè)軸承靜環(huán)433，在位于兩個(gè)軸承靜環(huán)433之間的軸承殼體431內(nèi)壁上設(shè)置一環(huán)狀凸緣435，在環(huán)狀凸緣435與兩軸承靜環(huán)433之間分別設(shè)置一減震儲(chǔ)能體436。在每一軸承靜環(huán)433的外側(cè)壁上開設(shè)有多個(gè)沿軸承殼體431的軸向布置的長槽437，在位于每一長槽437所對的軸承殼體431上連接一螺釘438，螺釘438的端部伸入長槽437中以限制軸承靜環(huán)433沿軸承殼體431周向的旋轉(zhuǎn)自由度，同時(shí)也使軸承靜環(huán)433能夠相對于軸承殼體431發(fā)生小幅度的滑動(dòng)。每一軸承靜環(huán)433與軸承動(dòng)環(huán)432之間均通過兩圈金剛石復(fù)合片439相配合，其中一圈金剛石復(fù)合片439安裝在軸承靜環(huán)433上，另一圈金剛石復(fù)合片安裝在軸承動(dòng)環(huán)432上。每一金剛石復(fù)合片9均為圓柱形，沿軸承動(dòng)環(huán)2及軸承靜環(huán)3的圓周均勻分布。
[0016]本實(shí)施例中，減震儲(chǔ)能體436可以是橡膠體或者彈簧，也可以是其它具有彈性緩沖性能的元件。
[0017]本實(shí)施例中的整體浮動(dòng)式止推軸承43在安裝時(shí)，可以人為地在軸向上施加一個(gè)適當(dāng)預(yù)緊力，在工作負(fù)載條件下，軸向交變沖擊載荷由整體浮動(dòng)式止推軸承43整體承受，軸向交變沖擊載荷的方向變化點(diǎn)由金剛石復(fù)合片439滑動(dòng)摩擦副的摩擦界面轉(zhuǎn)移到減震儲(chǔ)能體436上，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明在軸向交變沖擊載荷下的整體浮動(dòng)，避免了直接沖擊金剛石復(fù)合片439。同時(shí)，軸向載荷通過軸承動(dòng)環(huán)432、軸承靜環(huán)433、減震儲(chǔ)能體436和多個(gè)凸緣435傳遞到軸承殼體431上，大大提高了整個(gè)軸承的軸向承載能力。
[0018]本發(fā)明的有益效果是，大幅度提高了軸向止推軸承的耐腐蝕、抗磨蝕、抗沖擊、軸向承載強(qiáng)等能力，大幅度延長了其工作壽命，使用本發(fā)明的螺桿鉆具能夠在石油、天然氣勘探開發(fā)的鉆井過程中有效提高鉆井能力和效率。
[0019]實(shí)施例二:
[0020]如圖3所示，在本實(shí)施例中，螺桿鉆具的馬達(dá)總成2包括定子21、轉(zhuǎn)子22和硫化在定子21內(nèi)孔上的橡膠襯套23，本實(shí)施例的特點(diǎn)在于，轉(zhuǎn)子21的內(nèi)孔面為螺旋曲面，硫化在定子內(nèi)孔上的橡膠襯套23的內(nèi)壁面也為螺旋曲面，且橡膠襯套23具有均勻的厚度。
[0021]本實(shí)施例通過將轉(zhuǎn)子21的內(nèi)孔面設(shè)置為螺旋曲面，使得直接硫化在內(nèi)孔面上的橡膠襯套23能夠呈均勻厚度(現(xiàn)有技術(shù)中轉(zhuǎn)子內(nèi)孔面為圓孔面，硫化在內(nèi)孔面上的橡膠襯套薄厚差異大)，從而使橡膠襯套23在工作負(fù)載下額外變形小、產(chǎn)熱少、散熱快，也能夠使馬達(dá)轉(zhuǎn)化效率有較大的提升。
[0022]本發(fā)明僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接都是可以有所變化的。在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)或等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉆井用的螺桿鉆具，它包括依次連接的旁通閥總成、馬達(dá)總成、萬向軸總成和傳動(dòng)軸總成；其特征在于:所述傳動(dòng)軸總成包括傳動(dòng)軸殼體、中空的傳動(dòng)軸和連接所述傳動(dòng)軸與所述傳動(dòng)軸殼體的整體浮動(dòng)式止推軸承； 所述整體浮動(dòng)式止推軸承包括一緊固連接在所述傳動(dòng)軸殼體內(nèi)壁且呈筒狀的軸承殼體、多個(gè)位于所述軸承殼體內(nèi)的軸承動(dòng)環(huán)和多個(gè)位于所述軸承殼體內(nèi)的軸承靜環(huán)；在每兩個(gè)所述軸承動(dòng)環(huán)之間設(shè)置一軸套，所述軸承動(dòng)環(huán)和軸套均緊固套接在所述傳動(dòng)軸上，在每一所述軸套上均間隔套置兩個(gè)所述軸承靜環(huán)，在位于兩個(gè)所述軸承靜環(huán)之間的所述軸承殼體內(nèi)壁上設(shè)置一環(huán)狀凸緣，在所述環(huán)狀凸緣與兩所述軸承靜環(huán)之間分別設(shè)置一減震儲(chǔ)能體；在每一所述軸承靜環(huán)的外側(cè)壁上開設(shè)有多個(gè)所述沿軸承殼體的軸向布置的長槽，在位于每一所述長槽所對的所述軸承殼體上連接一螺釘，所述螺釘?shù)亩瞬可烊胨鲩L槽中；每一所述軸承靜環(huán)與所述軸承動(dòng)環(huán)之間均通過兩圈金剛石復(fù)合片相配合，其中一圈所述金剛石復(fù)合片安裝在所述軸承靜環(huán)上，另一圈所述金剛石復(fù)合片安裝在所述軸承動(dòng)環(huán)上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鉆井用的螺桿鉆具，其特征在于:所述減震儲(chǔ)能體為橡膠體或者彈簧。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種鉆井用的螺桿鉆具，其特征在于:所述馬達(dá)總成包括定子、轉(zhuǎn)子和硫化在所述定子內(nèi)孔上的橡膠襯套，所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)孔面和所述橡膠襯套的內(nèi)壁面均為螺旋曲面，所述橡膠襯套具有均勻的厚度。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種鉆井用的螺桿鉆具，其特征在于:每一圈所述金剛石復(fù)合片均為多個(gè)沿沿圓周均勻分布的圓柱形金剛石復(fù)合片。
5.如權(quán)利要求3所述的一種鉆井用的螺桿鉆具，其特征在于:每一圈所述金剛石復(fù)合片均為多個(gè)沿沿圓周均勻分布的圓柱形金剛石復(fù)合片。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鉆井用的螺桿鉆具，它包括旁通閥總成、馬達(dá)總成、萬向軸總成和傳動(dòng)軸總成；傳動(dòng)軸總成包括傳動(dòng)軸殼體、傳動(dòng)軸和整體浮動(dòng)式止推軸承；整體浮動(dòng)式止推軸承包括一軸承殼體、多個(gè)軸承動(dòng)環(huán)和多個(gè)軸承靜環(huán)；在每兩軸承動(dòng)環(huán)之間設(shè)置一軸套，軸承動(dòng)環(huán)和軸套均緊固套接在傳動(dòng)軸上，在每一軸套上均間隔套置兩軸承靜環(huán)，在位于兩軸承靜環(huán)之間的軸承殼體內(nèi)壁上設(shè)置一環(huán)狀凸緣，在環(huán)狀凸緣與兩軸承靜環(huán)之間分別設(shè)置一減震儲(chǔ)能體；在每一軸承靜環(huán)的外側(cè)壁上開設(shè)有多個(gè)沿軸承殼體的軸向布置的長槽，在位于每一長槽所對的軸承殼體上連接一螺釘，螺釘?shù)亩瞬可烊腴L槽中；每一軸承靜環(huán)與軸承動(dòng)環(huán)之間均通過兩圈金剛石復(fù)合片相配合，其中一圈金剛石復(fù)合片安裝在軸承靜環(huán)上，另一圈金剛石復(fù)合片安裝在軸承動(dòng)環(huán)上。
【IPC分類】H02K1-12, E21B4-00, F16C33-04
【公開號(hào)】CN104675324
【申請?zhí)枴緾N201510096677
【發(fā)明人】李漢興, 何保生, 曹硯鋒, 李峰飛, 程載斌, 楊太安, 張鵬飛, 饒巖巖
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油研究總院
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月4日