[實用新型]一種油密封腔壓力平衡螺桿鉆具傳動軸總成

有效

• 申請號: 201120332301.6
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN202227977U
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 祝效華;石昌帥;李佳南
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B4/00
• 分類號: E21B4/00;F16J15/16;F16J15/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于石油天然氣鉆井中的油密封螺桿鉆具傳動軸總成，特別適合于氣基流體鉆井工藝及高溫強振動的泥漿介質深井、超深井鉆探過程使用的油密封腔壓力平衡螺桿鉆具傳動軸總成。

背景技術

螺桿鉆具是石油鉆井或修井作業時使用的一種井下動力工具之一，而傳動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，其作用是將馬達的輸出扭矩和轉速傳遞給鉆頭，同時承受鉆進過程中產生的軸向和徑向載荷。傳動軸總成包括傳動軸、傳動軸殼體、徑向軸承組、推力軸承組等部件。近年來國內外油氣田的招標作業，甲方都要求使用空氣鉆井，空氣鉆井具有大幅提高機械鉆速、有效發現及保護油氣層等技術優勢，但同時它對井下鉆具特別是對螺桿鉆具提出了更高的要求。在空氣鉆井中常規的螺桿鉆具由于缺乏足夠的流體潤滑無法使用；近年來出現的油密封傳動軸螺桿鉆具經過現場實驗亦無法較好地阻止氣基循環介質（純氣、氣固、氣固液）的侵入，使用壽命低，通常使用40～50小時即失效，這不僅導致頻繁起下鉆，而且軸承卡死容易引發鉆井事故，從而帶來較大經濟損失并大幅降低鉆井效率。

目前國內已有的傳動軸密封裝置用于深井泥漿鉆井中時，由于自身密封能力的原因，導致使用效果差，使用壽命短，無法滿足使用要求，這甚至限制了帶密封裝置螺桿鉆具在深井中的應用。

發明內容

本實用新型的目的是：為了提供一種密封性能好、壽命長、耐磨損及耐高溫高壓的螺桿鉆具傳動軸總成，延長螺桿鉆具傳動軸在惡劣工況下的使用壽命，特提出一種油密封腔壓力平衡螺桿鉆具傳動軸總成。

為了達到上述目的，本實用新型解決此技術問題所采用的技術方案是：一種油密封腔壓力平衡螺桿鉆具傳動軸總成，是由殼體、傳動軸、上密封總成、上徑向軸承組、推力軸承組、中間密封總成、下徑向軸承組、支撐套、下密封總成和下端螺紋等組成，其結構特征是：殼體和傳動軸配合形成環空容腔；上密封總成安裝在環空容腔內，上密封總成下面依次安裝有上徑向軸承組、推力軸承組、支撐套以及下徑向軸承組；中間密封總成安裝在下徑向軸承組上端，下密封總成安裝在下徑向軸承組下端；下端螺紋連接鉆頭。

上密封總成由套筒、活塞缸體、軸承、靜密封圈、動密封圈、上密封止逆閥等組成；套筒外表面與活塞缸體接觸，內表面與傳動軸接觸，套筒與活塞缸體的接觸面鍍一層鉻，其厚度為0.05～0.20mm，以增加接觸面的防腐蝕性能和耐磨性；套筒內孔安裝2～4組靜密封圈，與傳動軸配合形成靜密封；活塞缸體內孔安裝有兩組動密封圈及一組軸承，與套筒配合形成動密封，外表面安裝2～4組靜密封圈，與殼體配合形成靜密封；活塞缸體內部有上密封止逆閥，可以連通兩端的環空容腔。

中間密封總成由動密封圈、靜密封圈等組成；下徑向軸承組上端內孔安裝動密封圈，與支撐套配合形成動密封；下徑向軸承組外表面安裝1～3組靜密封圈，與殼體配合形成靜密封；支撐套上端內孔安裝1～2組靜密封圈，與傳動軸配合形成靜密封。

下密封總成由流道、活塞腔、活塞、管塞、下密封止逆閥、動密封圈等組成；流道在下徑向軸承組內部，連通下徑向軸承組內的間隙及活塞腔；活塞腔內安裝活塞，活塞腔下端端口安裝管塞；下密封總成內部有下密封止逆閥；下密封總成內孔安裝兩組動密封圈，與傳動軸配合形成動密封。

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

本實用新型與現有技術相比，具有的有益效果是：（1）本實用新型密封裝置接觸面靠軸承配合，具有密封性能好、壽命長、耐高溫高壓及摩擦系數小的效果；（2）密封腔兩端壓力保持平衡，保證了密封效果，使用壽命長；（3）應用的動密封圈具有密封接觸區潤滑效果好、密封壓力高、磨損低、扭矩小及摩擦生熱少等特點；（4）本實用新型結構簡單、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振動的泥漿介質鉆井中。

附圖說明

圖1是本實用新型一種油密封腔壓力平衡螺桿鉆具傳動軸總成的結構示意圖。

圖2是本實用新型傳動軸總成上密封總成的結構示意圖。

圖3是本實用新型傳動軸總成中間密封總成的結構示意圖。

圖4是本實用新型傳動軸總成下密封總成的結構示意圖。

圖5是本實用新型傳動軸總成動密封圈18、動密封圈21和動密封圈29的剖面結構示意圖。