一種螺桿鉆具馬達的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于石油、天然氣鉆井領(lǐng)域的螺桿鉆具馬達。
【背景技術(shù)】
[0002]螺桿鉆具馬達是目前最廣泛使用的一種井下動力鉆具，主要用于定向井、水平井的造斜及扭方位施工，一部分也用于直井反扣或側(cè)鉆作業(yè)中。美國50年代中期開始研制螺桿鉆具，1962年用于生產(chǎn)，不同廠家生產(chǎn)的有迪納鉆具(Smith公司)、納維鉆具(Christensen公司)和波斯鉆具，其基本原理都是基于容積式馬達。傳統(tǒng)的螺桿鉆具馬達的定子內(nèi)部有大量的橡膠，而橡膠在轉(zhuǎn)子的連續(xù)且不規(guī)則的擠壓及井底高溫的連續(xù)作用下，容易造成熱在橡膠內(nèi)聚集，導(dǎo)致橡膠的高溫老化，從而降低螺桿鉆具的性能，減小螺桿鉆具的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種可控制螺桿鉆具馬達的過盈量或者間隙的螺桿鉆具馬達。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種螺桿鉆具馬達，它包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子安設(shè)在定子的內(nèi)孔中，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子的上端與防掉桿總成連接，下端通過內(nèi)嚙合齒輪總成與導(dǎo)流套總成相連，在定子內(nèi)設(shè)置有限位機構(gòu)與防掉桿相配設(shè)。
[0005]按上述技術(shù)方案，內(nèi)嚙合齒輪總成包括安設(shè)在轉(zhuǎn)子下端的外齒輪、固設(shè)在導(dǎo)流套內(nèi)并與外齒輪相嚙合的內(nèi)齒輪，兩者的傳動比I1大于I且小于2(1〈 i !〈2)，導(dǎo)流套將轉(zhuǎn)子的偏心運動轉(zhuǎn)化為定軸運動。
[0006]按上述技術(shù)方案，所述限位機構(gòu)包括固定設(shè)置在定子上端的上徑向軸承，上徑向軸承包括靜圈和動圈，靜圈固定在定子內(nèi)，動圈可以轉(zhuǎn)動，所述防掉桿上設(shè)有光滑段與動圈的光滑面相配合。
[0007]按上述技術(shù)方案，所述限位機構(gòu)包括固定設(shè)置在定子上端的上徑向軸承，上徑向軸承包括靜圈和動圈，靜圈固定在定子內(nèi)，動圈可以轉(zhuǎn)動，所述防掉桿上設(shè)有外齒輪與動圈內(nèi)設(shè)置的內(nèi)齒輪相嚙合，兩者的傳動比i大于I且小于2 (1< “<2)，其中，“ < I1 ο
[0008]按上述技術(shù)方案，所述轉(zhuǎn)子的下端通過下軸承支承在導(dǎo)流套總成的中間殼體上，其通過下軸承限制轉(zhuǎn)子的徑向位置。
[0009]按上述技術(shù)方案，所述導(dǎo)流套總成包括與定子下端相連的中間殼體、設(shè)置在中間殼體內(nèi)孔內(nèi)的導(dǎo)流套、設(shè)置在導(dǎo)流套與中間殼體之間的襯套，安設(shè)在中間殼體下端的下殼體，所述導(dǎo)流套通過下徑向軸承在襯套內(nèi)，在導(dǎo)流套內(nèi)設(shè)置有鉆井液流經(jīng)的內(nèi)孔，所述下殼體用于將襯套壓裝在中間殼體內(nèi)。
[0010]按上述技術(shù)方案，所述防掉桿總成包括與定子上端相連的防掉殼體、與轉(zhuǎn)子上端連接的防掉桿、設(shè)置在防掉桿上端的防掉螺母和鎖緊螺母，所述限位機構(gòu)與防掉桿的中間部位向配設(shè)。
[0011]按上述技術(shù)方案，該螺桿鉆具馬達用于直螺桿鉆具或彎螺桿鉆具。
[0012]按上述技術(shù)方案，當(dāng)所述定子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)面為全金屬時，定子和轉(zhuǎn)子的(嚙合)間隙控制在0~5mm。
[0013]按上述技術(shù)方案，當(dāng)所述定子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)面為橡膠襯套時，定子和轉(zhuǎn)子的(嚙合)過盈量控制在0~3mmo
[0014]本發(fā)明所取得的有益效果為:
1、本發(fā)明通過設(shè)置限位機構(gòu)以及內(nèi)嚙合齒輪總成，將轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)的軌跡控制在較佳的情況下，能有效的控制轉(zhuǎn)子和定子的過盈量或間隙，從而保證螺桿鉆具的性能，提高螺桿鉆具的使用壽命。
[0015]2、本發(fā)明中轉(zhuǎn)子的輸出端通過內(nèi)齒輪總成與導(dǎo)流套配設(shè)，從而將轉(zhuǎn)子的偏心運動轉(zhuǎn)化為導(dǎo)流套的定軸運動，能增大螺桿鉆具馬達的扭矩，提高其工作效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的一個實施例的螺桿鉆具馬達的上部分裝配示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的一個實施例的螺桿鉆具馬達的下部分裝配示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的另一個實施例的螺桿鉆具馬達的上部分裝配示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]實施例1:
如圖1、2所示，本實施例提供了一種螺桿鉆具馬達，它包括定子6和轉(zhuǎn)子5，轉(zhuǎn)子5安設(shè)在定子6的內(nèi)孔中，轉(zhuǎn)子5的上端與防掉桿總成連接，下端通過內(nèi)嚙合齒輪總成與導(dǎo)流套總成相連，在定子6內(nèi)設(shè)置有限位機構(gòu)與防掉桿相配設(shè)。
[0021]所述防掉桿總成包括與定子6上端螺紋相連的防掉殼體1、與轉(zhuǎn)子5上端連接的防掉桿2、設(shè)置在防掉桿2上端的鎖緊螺母13和防掉螺母14，限位機構(gòu)與防掉桿2的中間部位相配設(shè)。其中，限位機構(gòu)包括上徑向軸承4，防掉殼體將隔套3和上徑向軸承4固定在定子6的上端，上徑向軸承4包括靜圈和動圈，靜圈固定在定子6內(nèi)，動圈可以轉(zhuǎn)動，在防掉桿2上設(shè)有外齒輪與動圈內(nèi)設(shè)置的內(nèi)齒輪相嚙合(實施例可以選擇傳動比為I1=L 24)以限制轉(zhuǎn)子5和定子6之間的間隙。通過設(shè)置上徑向軸承4，以便滿足轉(zhuǎn)子5在定子6內(nèi)的運動。
[0022]所述導(dǎo)流套總成包括與定子6下端相連的中間殼體21、設(shè)置在中間殼體內(nèi)孔內(nèi)的導(dǎo)流套11、設(shè)置在導(dǎo)流套11與中間殼體21之間的襯套10，安設(shè)在中間殼體21下端的下殼體，所述導(dǎo)流套11通過下徑向軸承9在襯套10內(nèi)，其上端設(shè)有墊圈9，所述下殼體用于襯套10壓裝在中間殼體21內(nèi)。在導(dǎo)流套11上設(shè)有鉆井液的流經(jīng)通道，在導(dǎo)流套11的外壁的一端或兩端設(shè)置有耐磨層，在襯套的內(nèi)壁的一端或兩端對應(yīng)設(shè)有耐磨層。
[0023]本實施例中，轉(zhuǎn)子5的下端通過下軸承7支承在中間殼體21上，并通過下軸承限制轉(zhuǎn)子的徑向位置。下軸承7安設(shè)在襯套10的上方，通過中間殼體21上的臺肩定位。
[0024]本實施例中，內(nèi)嚙合齒輪總成包括安設(shè)在轉(zhuǎn)子5下端的外齒輪、固設(shè)在導(dǎo)流套內(nèi)并與外齒輪相嚙合的內(nèi)齒輪(本實施例可以選擇傳動比為i2=l.23)。本發(fā)明通過轉(zhuǎn)子5下端的外齒輪和導(dǎo)流套11上端的內(nèi)齒輪的嚙合，在下徑向軸承9的配合下，可以將轉(zhuǎn)子5的偏心運動轉(zhuǎn)換成導(dǎo)流套11的定軸運動，輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，再結(jié)合螺桿鉆具的傳動軸總成，將馬達的功率輸出。
[0025]所述的螺桿鉆具馬達可以用于直螺桿鉆具，也可以用于彎螺桿鉆具。當(dāng)然，本發(fā)明可以在全金屬螺桿鉆具中使用，也可以在常規(guī)的帶有橡膠襯套定子的螺桿鉆具中使用。在全金屬螺桿鉆具中使用時，即當(dāng)所述定子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)面為全金屬時，定子和轉(zhuǎn)子的嚙合間隙控制在0~5mm ;在常規(guī)的帶有橡膠襯套定子的螺桿鉆具中使用，即當(dāng)所述定子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)面為橡膠襯套時，定子和轉(zhuǎn)子的嚙合過盈量控制在0~3mm。
[0026]實施例2:
如圖3所示，本實施例與實施例1的結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于限位結(jié)構(gòu)的設(shè)置不同，本實施例中的限位結(jié)構(gòu)包括固定設(shè)置在定子6上端的上徑向軸承4，上徑向軸承4包括靜圈和動圈，靜圈固定在定子6內(nèi)，動圈可以轉(zhuǎn)動，所述防掉桿上設(shè)有光滑段與動圈的光滑面相配合。
【主權(quán)項】
1.一種螺桿鉆具馬達，它包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子安設(shè)在定子的內(nèi)孔中，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子的上端與防掉桿總成連接，下端通過內(nèi)嚙合齒輪總成與導(dǎo)流套總成相連，在定子內(nèi)設(shè)置有限位機構(gòu)與防掉桿相配設(shè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿鉆具馬達，其特征在于，內(nèi)嚙合齒輪總成包括安設(shè)在轉(zhuǎn)子下端的外齒輪、固設(shè)在導(dǎo)流套內(nèi)并與外齒輪相嚙合的內(nèi)齒輪，導(dǎo)流套將轉(zhuǎn)子的偏心運動轉(zhuǎn)化為定軸運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種螺桿鉆具馬達，其特征在于，所述限位機構(gòu)包括固定設(shè)置在定子上端的上徑向軸承，上徑向軸承包括靜圈和動圈，靜圈固定在定子內(nèi)，動圈可以轉(zhuǎn)動，所述防掉桿上設(shè)有光滑段與動圈的光滑面相配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種螺桿鉆具馬達，其特征在于，所述限位機構(gòu)包括固定設(shè)置在定子上端的上徑向軸承，上徑向軸承包括靜圈和動圈，靜圈固定在定子內(nèi)，動圈可以轉(zhuǎn)動，所述防掉桿上設(shè)有外齒輪與動圈內(nèi)設(shè)置的內(nèi)齒輪相嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種螺桿鉆具馬達，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的下端通過下軸承支承在導(dǎo)流套總成的中間殼體上，并通過下軸承限制轉(zhuǎn)子的徑向位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種螺桿鉆具馬達，其特征在于，所述導(dǎo)流套總成包括與定子下端相連的中間殼體、設(shè)置在中間殼體內(nèi)孔內(nèi)的導(dǎo)流套、設(shè)置在導(dǎo)流套與中間殼體之間的襯套，安設(shè)在中間殼體下端的下殼體，所述導(dǎo)流套通過下徑向軸承在襯套內(nèi)，在導(dǎo)流套內(nèi)設(shè)置有鉆井液流經(jīng)的內(nèi)孔，所述下殼體用于將襯套壓裝在中間殼體內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種螺桿鉆具馬達，其特征在于，所述防掉桿總成包括與定子上端相連的防掉殼體、與轉(zhuǎn)子上端連接的防掉桿、設(shè)置在防掉桿上端的防掉螺母和鎖緊螺母，所述限位機構(gòu)與防掉桿的中間部位相配設(shè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種螺桿鉆具馬達，其特征在于，該螺桿鉆具馬達用于直螺桿鉆具或彎螺桿鉆具。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種螺桿鉆具馬達，其特征在于，當(dāng)所述定子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)面為全金屬時，定子和轉(zhuǎn)子的嗤合間隙控制在0~5mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種螺桿鉆具馬達，其特征在于，當(dāng)所述定子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)面為橡膠襯套時，定子和轉(zhuǎn)子的嚙合過盈量控制在0~3mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種螺桿鉆具馬達，它包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子安設(shè)在定子的內(nèi)孔中，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子的上端與防掉桿總成連接，下端通過內(nèi)嚙合齒輪總成與導(dǎo)流套總成相連，在定子內(nèi)設(shè)置有限位機構(gòu)與防掉桿相配設(shè)。本發(fā)明所取得的有益效果為：1、本發(fā)明能有效的控制轉(zhuǎn)子和定子的過盈量或間隙，從而保證螺桿鉆具的性能，提高螺桿鉆具的使用壽命。2、本發(fā)明中轉(zhuǎn)子的輸出端通過內(nèi)齒輪總成與導(dǎo)流套配設(shè)，使導(dǎo)流套將轉(zhuǎn)子的偏心運動轉(zhuǎn)化為定軸運動，能增大螺桿鉆具馬達的扭矩，提高其工作效率。
【IPC分類】E21B4-02
【公開號】CN104847257
【申請?zhí)枴緾N201510186401
【發(fā)明人】張小俊, 程永, 關(guān)勤勤
【申請人】江漢石油鉆頭股份有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月20日