[實(shí)用新型]浮動(dòng)轉(zhuǎn)子渦輪泥漿馬達(dá)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00229125.8
• 申請日: 2000-01-26
• 公開（公告）號: CN2413011Y
• 公開（公告）日: 2001-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮進(jìn);張曉東;符達(dá)良;周序崇
• 申請（專利權(quán)）人: 江漢石油學(xué)院
• 主分類號: E21B4/02
• 分類號: E21B4/02
• 代理公司: 石油工業(yè)專利服務(wù)中心
• 代理人: 熊成香

本實(shí)用新型涉及一種石油鉆井配用的井下渦輪泥漿馬達(dá)。

在石油鉆井勘探中，石油鉆井井下渦輪鉆具采用的渦輪泥漿馬達(dá)有固定定、轉(zhuǎn)子渦輪泥漿馬達(dá)和浮動(dòng)定子渦輪泥漿馬達(dá)。

固定定、轉(zhuǎn)子渦輪泥漿馬達(dá)結(jié)構(gòu)簡單，低速運(yùn)行比較穩(wěn)定，在相同壓降下軸承受到的軸向力僅由轉(zhuǎn)子部分產(chǎn)生，但間隙調(diào)整比較困難，而且隨著軸承的磨損，渦輪定、轉(zhuǎn)子間的間隙發(fā)生變化，上間隙逐漸增大而下間隙逐漸減小，當(dāng)軸承過度磨損時(shí)，前級轉(zhuǎn)子與次級定子將接觸，造成渦輪定、轉(zhuǎn)子的磨損，甚至?xí)?dǎo)致渦輪泥漿馬達(dá)的嚴(yán)重?fù)p壞。

浮動(dòng)定子渦輪泥漿馬達(dá)無間隙調(diào)整，軸承的磨損不影響渦輪定、轉(zhuǎn)子之間的間隙，在相同渦輪外徑下，葉片平均半徑大，產(chǎn)生的扭矩大。但浮動(dòng)定子渦輪泥漿馬達(dá)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，低速運(yùn)行不穩(wěn)定，在相同壓降下軸承受到的軸向力由定子和轉(zhuǎn)子兩部分產(chǎn)生，軸向力較大，軸承磨損快，定子與渦輪殼體之間是通過定位銷來限制定子轉(zhuǎn)動(dòng)和允許定子相對滑動(dòng)的，其定位銷的工作可靠性較低。

本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種帶滾動(dòng)摩擦副的浮動(dòng)轉(zhuǎn)子渦輪泥漿馬達(dá)，具有無間隙調(diào)整，渦輪定、轉(zhuǎn)子間的間隙不隨支承節(jié)軸承的磨損而發(fā)生變化，方便現(xiàn)場維修和更換，工作性能穩(wěn)定可靠，軸承壽命顯著提高的特點(diǎn)。

本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是，定子裝配在渦輪殼體內(nèi)，且通過上接頭和下接頭對其壓緊與渦輪殼體連為一體，轉(zhuǎn)子套裝在渦輪軸上，且轉(zhuǎn)子中心孔與渦輪軸的截面形狀一致。轉(zhuǎn)子受重力和液動(dòng)力作用坐落在次級定子上。在轉(zhuǎn)子出口端面和次級定子進(jìn)口端面之間裝有滾動(dòng)摩擦副，滾動(dòng)摩擦副由動(dòng)環(huán)、滾動(dòng)體、靜環(huán)所組成。在轉(zhuǎn)子出口端面中心孔位置開有一開口向下的圓形凹口，動(dòng)環(huán)位于圓形凹口內(nèi)，且動(dòng)環(huán)中心孔與渦輪軸圓柱面相配合，在定子進(jìn)口端面中心孔位置開有一開口向上的圓形凹口，靜環(huán)位于圓形凹口內(nèi)，滾動(dòng)體位于動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的帶滾動(dòng)摩擦副的浮動(dòng)轉(zhuǎn)子渦輪泥漿馬達(dá)，轉(zhuǎn)子可以在上下定子之間軸向浮動(dòng)，渦輪定、轉(zhuǎn)子間的間隙不隨支承節(jié)軸承的磨損而發(fā)生變化，利用轉(zhuǎn)子中心孔與渦輪軸的截面形狀一致的關(guān)系來約束限制轉(zhuǎn)子相對于渦輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子出口端和定子進(jìn)口端之間裝有滾動(dòng)摩擦副，具有工作可靠性高，無間隙調(diào)整，低速阻力小，現(xiàn)場維修和更換方便，渦輪鉆具工作壽命顯著提高的優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的渦輪軸和轉(zhuǎn)子的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的渦輪軸和轉(zhuǎn)子的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子和動(dòng)環(huán)截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型的定子和靜環(huán)截面結(jié)構(gòu)示意圖。

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明：在圖中，通過上接頭(1)和下接頭(11)將定子(4)壓緊在渦輪殼體(3)內(nèi)，使定子與渦輪殼體連為一體，不能產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)。在上接頭與渦輪副之間裝有調(diào)整套(2)，在下接頭與渦輪副之間裝有扶正軸承(10)。將轉(zhuǎn)子(5)的中心孔制成與渦輪軸(9)截面形狀一致的形狀，渦輪軸的截面可以是帶一個(gè)平面的圓柱面，也可以是帶兩個(gè)平面的圓柱面，通過帶平面的圓柱面本身所特有的相互約束關(guān)系來限制轉(zhuǎn)子相對于渦輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。但由于轉(zhuǎn)子是套裝在渦輪軸上的，在軸向上沒有固定，轉(zhuǎn)子受重力和液動(dòng)力作用坐落在次級定子上，且可以相對于渦輪軸軸向滑動(dòng)，在上下定子之間軸向浮動(dòng)。在轉(zhuǎn)子出口端面中心孔位置開有一開口向下的圓形凹口，動(dòng)環(huán)(6)為一環(huán)形體被置于圓形凹口內(nèi)，且動(dòng)環(huán)中心孔與渦輪軸圓柱面相配合，動(dòng)環(huán)與轉(zhuǎn)子一起套裝在渦輪軸上，并一同旋轉(zhuǎn)；在定子進(jìn)口端面中心孔位置開有一開口向上的圓形凹口，靜環(huán)(8)為一環(huán)形體被固定在圓形凹口內(nèi)，滾動(dòng)體(7)為球形，被置于動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間。由動(dòng)環(huán)、滾動(dòng)體、靜環(huán)所組成的滾動(dòng)摩擦副作為可更換的易損件，安裝在轉(zhuǎn)子出口端面和定子進(jìn)口端面之間，使得低速阻力小。當(dāng)支承節(jié)或渦輪節(jié)的軸承磨損時(shí)，僅渦輪軸下沉，轉(zhuǎn)子在上下定子之間浮動(dòng)，不影響渦輪定、轉(zhuǎn)子的相對位置，不影響渦輪副的工作，這樣可充分發(fā)揮軸承的工作能力。由于各級轉(zhuǎn)子受到的水力載荷通過滾動(dòng)摩擦副傳遞給次級定子，實(shí)現(xiàn)軸向卸載，軸承受到的工作載荷極大地減小，軸承壽命將顯著提高，從而極大地增加渦輪泥漿馬達(dá)的工作壽命。