[發(fā)明專利]一種具有壓力補(bǔ)償功能的油密封螺桿鉆具傳動(dòng)軸總成

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110226400.0
• 申請(qǐng)日: 2011-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102268962A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝效華;石昌帥;賈彥杰;李佳南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B4/00
• 分類號(hào): E21B4/00;E21B17/00;F16C33/76
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于石油天然氣鉆井中的油密封螺桿鉆具傳動(dòng)軸總成，特別適合于氣基流體鉆井工藝及高溫強(qiáng)振動(dòng)的泥漿介質(zhì)深井、超深井鉆探過(guò)程使用的具有壓力補(bǔ)償功能的油密封螺桿鉆具傳動(dòng)軸總成。

背景技術(shù)

螺桿鉆具是石油鉆井或修井作業(yè)時(shí)使用的一種井下動(dòng)力工具之一，傳動(dòng)軸總成是螺桿鉆具的四大主要部件之一，也是最易失效的部件之一，其作用是將馬達(dá)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速傳遞給鉆頭，同時(shí)承受鉆進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的軸向和徑向載荷。傳動(dòng)軸總成包括傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸殼體、徑向軸承、推力軸承組、下短節(jié)等部件。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外油氣田的招標(biāo)作業(yè)，甲方都要求使用空氣鉆井，空氣鉆井具有大幅提高機(jī)械鉆速、有效發(fā)現(xiàn)及保護(hù)油氣層等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)它對(duì)井下鉆具特別是對(duì)螺桿鉆具提出了更高的要求。在空氣鉆井中常規(guī)的螺桿鉆具由于缺乏足夠的流體潤(rùn)滑無(wú)法使用；近年來(lái)出現(xiàn)的油密封傳動(dòng)軸螺桿鉆具經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)亦無(wú)法較好地阻止氣基循環(huán)介質(zhì)（純氣、氣固、氣固液）的侵入，使用壽命低，通常使用40～50小時(shí)即失效，這不僅導(dǎo)致頻繁起下鉆，而且軸承卡死容易引發(fā)鉆井事故，從而帶來(lái)較大經(jīng)濟(jì)損失并大幅降低鉆井效率。目前國(guó)內(nèi)已有的傳動(dòng)軸密封裝置用于深井泥漿鉆井中時(shí)，由于自身密封能力的原因，導(dǎo)致使用效果差，使用壽命短，無(wú)法滿足使用要求，這甚至限制了帶密封裝置螺桿鉆具在深井中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：為了提供一種密封性能好、壽命長(zhǎng)、耐磨損及耐高溫高壓的螺桿鉆具傳動(dòng)軸總成，延長(zhǎng)螺桿鉆具傳動(dòng)軸在惡劣工況下的使用壽命，特提出一種具有壓力補(bǔ)償功能的油密封螺桿鉆具傳動(dòng)軸總成。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明解決此技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種具有壓力補(bǔ)償功能的油密封螺桿鉆具傳動(dòng)軸總成，是由傳動(dòng)軸、下短節(jié)、傳動(dòng)軸殼體、活塞缸體密封裝置、套筒、壓力補(bǔ)償裝置、注油孔等組成，其結(jié)構(gòu)特征是：活塞缸體密封裝置安裝在傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸殼體配合形成的空間內(nèi)，其上部靠傳動(dòng)軸殼體內(nèi)孔臺(tái)肩定位，下部為上徑向軸承靜套，外部與傳動(dòng)軸殼體配合，內(nèi)部與套筒配合；套筒與傳動(dòng)軸外壁配合，上徑向軸承動(dòng)套安裝在套筒下面；上徑向軸承靜套和上徑向軸承動(dòng)套下面安裝推力軸承組；外支撐套和內(nèi)支撐套安裝在推力軸承組下面，外支撐套與傳動(dòng)軸殼體配合，內(nèi)支撐套與傳動(dòng)軸配合；下短節(jié)位于外支撐套下面，通過(guò)螺紋與傳動(dòng)軸殼體連接，下短節(jié)圓周上有注油孔，頂絲安裝在注油孔內(nèi)；下徑向軸承動(dòng)套安裝在內(nèi)支撐套下面，靠傳動(dòng)軸軸肩定位；壓力補(bǔ)償裝置安裝在下短節(jié)圓周上的孔內(nèi)。

活塞缸體密封裝置由活塞缸體、滾針軸承、軸承擋圈、彈性擋圈、動(dòng)密封圈和O型密封圈組成；動(dòng)密封圈和O型密封圈安裝在活塞缸體對(duì)應(yīng)的密封槽內(nèi)，滾針軸承安裝在活塞缸體內(nèi)孔中，靠軸承擋圈和彈性擋圈定位；滾針軸承與套筒的接觸面鍍一層鉻，其厚度為0.05～0.20mm，以增加接觸面的防腐蝕性能和耐磨性。

壓力補(bǔ)償裝置由動(dòng)密封圈、擋板，彈性擋圈、O型密封圈、壓力補(bǔ)償套和圓錐螺旋彈簧組成；動(dòng)密封圈安裝在下短節(jié)內(nèi)孔中的密封槽內(nèi)，圓錐螺旋彈簧安裝在壓力補(bǔ)償套內(nèi)，靠擋板和彈性擋圈定位，O型密封圈安裝在擋板的密封槽內(nèi)，起密封作用。

動(dòng)密封圈具有多個(gè)波形組成的流體動(dòng)力潤(rùn)滑邊和一條尖的、直的隔離邊；密封圈安裝到密封槽內(nèi)，波形邊與直邊同時(shí)與軸表面接觸，形成特殊的密封“唇部”。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是：（1）本發(fā)明密封裝置接觸面靠滾針軸承配合，具有密封性能好、壽命長(zhǎng)、耐高溫高壓及摩擦系數(shù)小的效果；（2）應(yīng)用的動(dòng)密封圈具有密封接觸區(qū)潤(rùn)滑效果好、密封壓力高、磨損低、扭矩小及摩擦生熱少等特點(diǎn)；（3）本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，可以滿足氣基流體鉆井和惡劣工況下的泥漿鉆井施工需要，可用于氣基流體鉆井和高溫強(qiáng)振動(dòng)的泥漿介質(zhì)鉆井中。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種具有壓力補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的油密封螺桿鉆具傳動(dòng)軸總成的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本傳動(dòng)軸總成中活塞缸體密封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本傳動(dòng)軸總成中壓力補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。