鉆井用的螺桿鉆具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型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、馬達總成、萬向軸總成和傳動軸總成構(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)計金剛石滑動止推軸承的，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，本實用新型的目的是提供一種具有耐腐蝕、抗磨蝕、抗沖擊、承載能力強的止推軸承結(jié)構(gòu)的鉆井用的螺桿鉆具。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(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、馬達總成、萬向軸總成和傳動軸總成；其特征在于:所述傳動軸總成包括傳動軸殼體、中空的傳動軸和連接所述傳動軸與所述傳動軸殼體的整體浮動式止推軸承；所述整體浮動式止推軸承包括一緊固連接在所述傳動軸殼體內(nèi)壁且呈筒狀的軸承殼體、多個位于所述軸承殼體內(nèi)的軸承動環(huán)和多個位于所述軸承殼體內(nèi)的軸承靜環(huán)；在每兩個所述軸承動環(huán)之間設(shè)置一軸套，所述軸承動環(huán)和軸套均緊固套接在所述傳動軸上，在每一所述軸套上均間隔套置兩個所述軸承靜環(huán)，在位于兩個所述軸承靜環(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)置一減震儲能體；在每一所述軸承靜環(huán)的外側(cè)壁上開設(shè)有多個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)與所述軸承動環(huán)之間均通過兩組金剛石復合片相配合，其中一圈所述金剛石復合片安裝在所述軸承靜環(huán)上，另一圈所述金剛石復合片安裝在所述軸承動環(huán)上。
[0005]所述減震儲能體為橡膠體或者彈簧。
[0006]所述馬達總成包括定子、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合片均為多個沿沿圓周均勻分布的圓柱形金剛石復合片。
[0008]本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本實用新型的整體浮動式止推軸承在軸承殼體內(nèi)設(shè)置有多個軸承動環(huán)和軸承靜環(huán)，其中，軸承動環(huán)緊固套接在傳動軸上，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)置有減震儲能體，因此，本實用新型在使用時，軸向交變沖擊載荷的方向變化點由金剛石復合片滑動摩擦副的摩擦界面轉(zhuǎn)移到減震儲能體上，避免了直接沖擊金剛石復合片，使用壽命能夠大幅度地提升；同時，軸向載荷通過動環(huán)、靜環(huán)、減震儲能體和多個凸緣傳遞到軸承殼體上，大大提高了整個軸承體的軸向承載能力。2、本實用新型的整體浮動式止推軸承采用金剛石復合片作為滑動摩擦副，具有較強的承耐腐蝕能力和抗磨蝕能力。3、本實用新型的馬達總成將定子的內(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載下額外變形小、產(chǎn)熱少、散熱快，也能夠使馬達轉(zhuǎn)化效率有較大的提升。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本實用新型整體浮動式止推軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是本實用新型馬達總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0013]實施例一:
[0014]如圖1所示，本實施例中的螺桿鉆具包括依次連接的旁通閥總成1、馬達總成2、萬向軸總成3和傳動軸總成4，其中，傳動軸總成4包括傳動軸殼體41、中空的傳動軸42，以及連接傳動軸42與傳動軸殼體41的整體浮動式止推軸承43。
[0015]如圖2所示，整體浮動式止推軸承43包括一緊固連接在傳動軸殼體41內(nèi)壁且呈筒狀的軸承殼體431、多個位于軸承殼體431內(nèi)的軸承動環(huán)432和多個位于軸承殼體431內(nèi)的軸承靜環(huán)433。在每兩個軸承動環(huán)432之間設(shè)置一軸套434，并且軸承動環(huán)432和軸套434均緊固套接在傳動軸42上，以使各軸承動環(huán)432和各軸套434相對位置固定，在每一軸套434上均間隔套置兩個軸承靜環(huán)433，在位于兩個軸承靜環(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)置一減震儲能體436。在每一軸承靜環(huán)433的外側(cè)壁上開設(shè)有多個沿軸承殼體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。每一軸承靜環(huán)433與軸承動環(huán)432之間均通過兩圈金剛石復合片439相配合，其中一圈金剛石復合片439安裝在軸承靜環(huán)433上，另一圈金剛石復合片安裝在軸承動環(huán)432上。每一金剛石復合片9均為圓柱形，沿軸承動環(huán)2及軸承靜環(huán)3的圓周均勻分布。
[0016]本實施例中，減震儲能體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]本實施例中的整體浮動式止推軸承43在安裝時，可以人為地在軸向上施加一個適當預緊力，在工作負載條件下，軸向交變沖擊載荷由整體浮動式止推軸承43整體承受，軸向交變沖擊載荷的方向變化點由金剛石復合片439滑動摩擦副的摩擦界面轉(zhuǎn)移到減震儲能體436上，實現(xiàn)了本實用新型在軸向交變沖擊載荷下的整體浮動，避免了直接沖擊金剛石復合片439。同時，軸向載荷通過軸承動環(huán)432、軸承靜環(huán)433、減震儲能體436和多個凸緣435傳遞到軸承殼體431上，大大提高了整個軸承的軸向承載能力。
[0018]本實用新型的有益效果是，大幅度提高了軸向止推軸承的耐腐蝕、抗磨蝕、抗沖擊、軸向承載強等能力，大幅度延長了其工作壽命，使用本實用新型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]實施例二:
[0020]如圖3所示，在本實施例中，螺桿鉆具的馬達總成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，本實施例的特點在于，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在工作負載下額外變形小、產(chǎn)熱少、散熱快，也能夠使馬達轉(zhuǎn)化效率有較大的提升。
[0022]本實用新型僅以上述實施例進行說明，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。在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實用新型原理對個別部件進行的改進或等同變換，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
【主權(quán)項】
1.一種鉆井用的螺桿鉆具，它包括依次連接的旁通閥總成、馬達總成、萬向軸總成和傳動軸總成；其特征在于:所述傳動軸總成包括傳動軸殼體、中空的傳動軸和連接所述傳動軸與所述傳動軸殼體的整體浮動式止推軸承； 所述整體浮動式止推軸承包括一緊固連接在所述傳動軸殼體內(nèi)壁且呈筒狀的軸承殼體、多個位于所述軸承殼體內(nèi)的軸承動環(huán)和多個位于所述軸承殼體內(nèi)的軸承靜環(huán)；在每兩個所述軸承動環(huán)之間設(shè)置一軸套，所述軸承動環(huán)和軸套均緊固套接在所述傳動軸上，在每一所述軸套上均間隔套置兩個所述軸承靜環(huán)，在位于兩個所述軸承靜環(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)置一減震儲能體；在每一所述軸承靜環(huán)的外側(cè)壁上開設(shè)有多個沿所述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)與所述軸承動環(huán)之間均通過兩圈金剛石復合片相配合，其中一圈所述金剛石復合片安裝在所述軸承靜環(huán)上，另一圈所述金剛石復合片安裝在所述軸承動環(huán)上。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆井用的螺桿鉆具，其特征在于:所述減震儲能體為橡膠體或者彈簧。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鉆井用的螺桿鉆具，其特征在于:所述馬達總成包括定子、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所述的鉆井用的螺桿鉆具，其特征在于:每一圈所述金剛石復合片均為多個沿圓周均勻分布的圓柱形金剛石復合片。
5.如權(quán)利要求3所述的鉆井用的螺桿鉆具，其特征在于:每一圈所述金剛石復合片均為多個沿圓周均勻分布的圓柱形金剛石復合片。
【專利摘要】本實用新型涉及一種鉆井用的螺桿鉆具，它包括旁通閥總成、馬達總成、萬向軸總成和傳動軸總成；傳動軸總成包括傳動軸殼體、傳動軸和整體浮動式止推軸承；整體浮動式止推軸承包括一軸承殼體、多個軸承動環(huán)和多個軸承靜環(huán)；在每兩軸承動環(huán)之間設(shè)置一軸套，軸承動環(huán)和軸套均緊固套接在傳動軸上，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)置一減震儲能體；在每一軸承靜環(huán)的外側(cè)壁上開設(shè)有多個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)與軸承動環(huán)之間均通過兩圈金剛石復合片相配合，其中一圈金剛石復合片安裝在軸承靜環(huán)上，另一圈金剛石復合片安裝在軸承動環(huán)上。
【IPC分類】H02K1-12, F16C33-04, E21B4-00
【公開號】CN204591121
【申請?zhí)枴緾N201520126412
【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8月26日
【申請日】2015年3月4日