钻井用的螺杆钻具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种钻井用的螺杆钻具，属于钻井工具技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，石油、天然气勘探开发的钻井过程多使用螺杆钻具，螺杆钻具主要由依次连接的旁通阀总成、马达总成、万向轴总成和传动轴总成构成。现有的这种螺杆钻具存在几方面的不足:第一、传动轴总成中的止推轴承多采用滚珠对角轴承(也称串轴承)，这种轴承耐腐蚀能力和抗磨蚀能力都较弱，工作寿命短；也有尝试设计金刚石滑动止推轴承的，但其抗冲击能力弱，在交变冲击载荷下工作寿命短，而且不稳定。第二、马达总成中的定子主要由非等壁厚橡胶衬套等构成，其明显的问题是橡胶衬套的额外变形大、产热多、散热慢、转换效率低，因此难以满足工作需求。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种具有耐腐蚀、抗磨蚀、抗冲击、承载能力强的止推轴承结构的钻井用的螺杆钻具。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种钻井用的螺杆钻具，它包括依次连接的旁通阀总成、马达总成、万向轴总成和传动轴总成；其特征在于:所述传动轴总成包括传动轴壳体、中空的传动轴和连接所述传动轴与所述传动轴壳体的整体浮动式止推轴承；所述整体浮动式止推轴承包括一紧固连接在所述传动轴壳体内壁且呈筒状的轴承壳体、多个位于所述轴承壳体内的轴承动环和多个位于所述轴承壳体内的轴承静环；在每两个所述轴承动环之间设置一轴套，所述轴承动环和轴套均紧固套接在所述传动轴上，在每一所述轴套上均间隔套置两个所述轴承静环，在位于两个所述轴承静环之间的所述轴承壳体内壁上设置一环状凸缘，在所述环状凸缘与两所述轴承静环之间分别设置一减震储能体；在每一所述轴承静环的外侧壁上开设有多个所述沿轴承壳体的轴向布置的长槽，在位于每一所述长槽所对的所述轴承壳体上连接一螺钉，所述螺钉的端部伸入所述长槽中；每一所述轴承静环与所述轴承动环之间均通过两组金刚石复合片相配合，其中一圈所述金刚石复合片安装在所述轴承静环上，另一圈所述金刚石复合片安装在所述轴承动环上。
[0005]所述减震储能体为橡胶体或者弹簧。
[0006]所述马达总成包括定子、转子和硫化在所述定子内孔上的橡胶衬套，所述转子的内孔面和所述橡胶衬套的内壁面均为螺旋曲面，所述橡胶衬套具有均匀的厚度。
[0007]每一圈所述金刚石复合片均为多个沿沿圆周均匀分布的圆柱形金刚石复合片。
[0008]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型的整体浮动式止推轴承在轴承壳体内设置有多个轴承动环和轴承静环，其中，轴承动环紧固套接在传动轴上，轴承静环被限制在轴承壳体内，且在轴承壳体内设置有凸缘，在凸缘与轴承静环之间设置有减震储能体，因此，本实用新型在使用时，轴向交变冲击载荷的方向变化点由金刚石复合片滑动摩擦副的摩擦界面转移到减震储能体上，避免了直接冲击金刚石复合片，使用寿命能够大幅度地提升；同时，轴向载荷通过动环、静环、减震储能体和多个凸缘传递到轴承壳体上，大大提高了整个轴承体的轴向承载能力。2、本实用新型的整体浮动式止推轴承采用金刚石复合片作为滑动摩擦副，具有较强的承耐腐蚀能力和抗磨蚀能力。3、本实用新型的马达总成将定子的内孔面设置为螺旋曲面，因此，直接硫化在内孔面上的橡胶衬套能够呈均匀厚度，从而使橡胶衬套在工作负载下额外变形小、产热少、散热快，也能够使马达转化效率有较大的提升。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0010]图2是本实用新型整体浮动式止推轴承的结构示意图；
[0011]图3是本实用新型马达总成的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0013]实施例一:
[0014]如图1所示，本实施例中的螺杆钻具包括依次连接的旁通阀总成1、马达总成2、万向轴总成3和传动轴总成4，其中，传动轴总成4包括传动轴壳体41、中空的传动轴42，以及连接传动轴42与传动轴壳体41的整体浮动式止推轴承43。
[0015]如图2所示，整体浮动式止推轴承43包括一紧固连接在传动轴壳体41内壁且呈筒状的轴承壳体431、多个位于轴承壳体431内的轴承动环432和多个位于轴承壳体431内的轴承静环433。在每两个轴承动环432之间设置一轴套434，并且轴承动环432和轴套434均紧固套接在传动轴42上，以使各轴承动环432和各轴套434相对位置固定，在每一轴套434上均间隔套置两个轴承静环433，在位于两个轴承静环433之间的轴承壳体431内壁上设置一环状凸缘435，在环状凸缘435与两轴承静环433之间分别设置一减震储能体436。在每一轴承静环433的外侧壁上开设有多个沿轴承壳体431的轴向布置的长槽437，在位于每一长槽437所对的轴承壳体431上连接一螺钉438，螺钉438的端部伸入长槽437中以限制轴承静环433沿轴承壳体431周向的旋转自由度，同时也使轴承静环433能够相对于轴承壳体431发生小幅度的滑动。每一轴承静环433与轴承动环432之间均通过两圈金刚石复合片439相配合，其中一圈金刚石复合片439安装在轴承静环433上，另一圈金刚石复合片安装在轴承动环432上。每一金刚石复合片9均为圆柱形，沿轴承动环2及轴承静环3的圆周均匀分布。
[0016]本实施例中，减震储能体436可以是橡胶体或者弹簧，也可以是其它具有弹性缓冲性能的元件。
[0017]本实施例中的整体浮动式止推轴承43在安装时，可以人为地在轴向上施加一个适当预紧力，在工作负载条件下，轴向交变冲击载荷由整体浮动式止推轴承43整体承受，轴向交变冲击载荷的方向变化点由金刚石复合片439滑动摩擦副的摩擦界面转移到减震储能体436上，实现了本实用新型在轴向交变冲击载荷下的整体浮动，避免了直接冲击金刚石复合片439。同时，轴向载荷通过轴承动环432、轴承静环433、减震储能体436和多个凸缘435传递到轴承壳体431上，大大提高了整个轴承的轴向承载能力。
[0018]本实用新型的有益效果是，大幅度提高了轴向止推轴承的耐腐蚀、抗磨蚀、抗冲击、轴向承载强等能力，大幅度延长了其工作寿命，使用本实用新型的螺杆钻具能够在石油、天然气勘探开发的钻井过程中有效提高钻井能力和效率。
[0019]实施例二:
[0020]如图3所示，在本实施例中，螺杆钻具的马达总成2包括定子21、转子22和硫化在定子21内孔上的橡胶衬套23，本实施例的特点在于，转子21的内孔面为螺旋曲面，硫化在定子内孔上的橡胶衬套23的内壁面也为螺旋曲面，且橡胶衬套23具有均匀的厚度。
[0021]本实施例通过将转子21的内孔面设置为螺旋曲面，使得直接硫化在内孔面上的橡胶衬套23能够呈均匀厚度(现有技术中转子内孔面为圆孔面，硫化在内孔面上的橡胶衬套薄厚差异大)，从而使橡胶衬套23在工作负载下额外变形小、产热少、散热快，也能够使马达转化效率有较大的提升。
[0022]本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【主权项】
1.一种钻井用的螺杆钻具，它包括依次连接的旁通阀总成、马达总成、万向轴总成和传动轴总成；其特征在于:所述传动轴总成包括传动轴壳体、中空的传动轴和连接所述传动轴与所述传动轴壳体的整体浮动式止推轴承； 所述整体浮动式止推轴承包括一紧固连接在所述传动轴壳体内壁且呈筒状的轴承壳体、多个位于所述轴承壳体内的轴承动环和多个位于所述轴承壳体内的轴承静环；在每两个所述轴承动环之间设置一轴套，所述轴承动环和轴套均紧固套接在所述传动轴上，在每一所述轴套上均间隔套置两个所述轴承静环，在位于两个所述轴承静环之间的所述轴承壳体内壁上设置一环状凸缘，在所述环状凸缘与两所述轴承静环之间分别设置一减震储能体；在每一所述轴承静环的外侧壁上开设有多个沿所述轴承壳体的轴向布置的长槽，在位于每一所述长槽所对的所述轴承壳体上连接一螺钉，所述螺钉的端部伸入所述长槽中；每一所述轴承静环与所述轴承动环之间均通过两圈金刚石复合片相配合，其中一圈所述金刚石复合片安装在所述轴承静环上，另一圈所述金刚石复合片安装在所述轴承动环上。
2.如权利要求1所述的钻井用的螺杆钻具，其特征在于:所述减震储能体为橡胶体或者弹簧。
3.如权利要求1或2所述的钻井用的螺杆钻具，其特征在于:所述马达总成包括定子、转子和硫化在所述定子内孔上的橡胶衬套，所述转子的内孔面和所述橡胶衬套的内壁面均为螺旋曲面，所述橡胶衬套具有均匀的厚度。
4.如权利要求1或2所述的钻井用的螺杆钻具，其特征在于:每一圈所述金刚石复合片均为多个沿圆周均匀分布的圆柱形金刚石复合片。
5.如权利要求3所述的钻井用的螺杆钻具，其特征在于:每一圈所述金刚石复合片均为多个沿圆周均匀分布的圆柱形金刚石复合片。
【专利摘要】本实用新型涉及一种钻井用的螺杆钻具，它包括旁通阀总成、马达总成、万向轴总成和传动轴总成；传动轴总成包括传动轴壳体、传动轴和整体浮动式止推轴承；整体浮动式止推轴承包括一轴承壳体、多个轴承动环和多个轴承静环；在每两轴承动环之间设置一轴套，轴承动环和轴套均紧固套接在传动轴上，在每一轴套上均间隔套置两轴承静环，在位于两轴承静环之间的轴承壳体内壁上设置一环状凸缘，在环状凸缘与两轴承静环之间分别设置一减震储能体；在每一轴承静环的外侧壁上开设有多个沿轴承壳体的轴向布置的长槽，在位于每一长槽所对的轴承壳体上连接一螺钉，螺钉的端部伸入长槽中；每一轴承静环与轴承动环之间均通过两圈金刚石复合片相配合，其中一圈金刚石复合片安装在轴承静环上，另一圈金刚石复合片安装在轴承动环上。
【IPC分类】H02K1-12, F16C33-04, E21B4-00
【公开号】CN204591121
【申请号】CN201520126412
【发明人】李汉兴, 何保生, 曹砚锋, 李峰飞, 程载斌, 杨太安, 张鹏飞, 饶岩岩
【申请人】中国海洋石油总公司, 中海油研究总院
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年3月4日