[實用新型]一種螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構

有效

• 申請號: 201420561496.5
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN204139963U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 祝兆清;李廣永;常青忠;祝慶國
• 申請（專利權）人: 揚州天業石油機械有限公司
• 主分類號: E21B4/00
• 分類號: E21B4/00;E21B17/10
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 任利國

技術領域

本實用新型涉及一種螺桿鉆具傳動軸總成，尤其涉及一種螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構，螺桿鉆具傳動軸總成用于產生的扭矩及轉速為鉆頭提供動力，防掉機構用于防止本體與芯軸脫離，屬于石油鉆井設備技術領域。

背景技術

在石油鉆井中，利用螺桿鉆具產生的扭矩及轉速為鉆頭提供所需的動力，從而進行破巖鉆進。螺桿鉆具上部旋接鉆具，下部旋接鉆頭。由于螺桿鉆具緊挨著鉆頭，使得大位移井、多底井、分支井等的定向井的承鉆成為可能。

螺桿鉆具是一種把液體的壓力能轉換為機械能的能量轉換裝置。當高壓液體進入鉆具時，迫使轉子在定子中滾動，由此產生扭矩和轉速，通過萬向軸傳遞到傳動軸總成，由傳動軸總成傳遞扭矩及轉速來為鉆頭提供動力，達到鉆井的目的。

目前常用的螺桿鉆具技術為開式普通螺桿鉆具技術，具有相同的結構、使用溫度低、使用范圍小、使用壽命短的現象，無法進行短半徑水平井的作業，也實現不了加快鉆井速度提升、鉆井周期縮短、鉆井成本降低的當今需求。

開式螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構主要由芯軸、下TC軸承固定套、下TC軸承旋轉套、本體、防掉機構、彈簧、下定位套、卡套、串軸承、上定位套、上TC軸承固定套和上TC軸承旋轉套等組成。

鉆井中，來自泥漿泵泵入的泥漿通過鉆具水眼進入傳動軸總成，一路通過芯軸水眼，進入鉆頭噴嘴射向井底后攜帶巖屑返回地面；另一路通過上TC軸承固定套與上TC軸承旋轉套間的縫隙流向串軸承，在通過下TC軸承固定套、下TC軸承旋轉套間的縫隙流向鉆具外的環空。整個TC軸承及串軸承都敞露在泥漿中，由于泥漿中含有多的微小巖石顆粒及泥漿的化學腐蝕，大大降低了軸承的使用壽命，其使用壽命在100小時左右，使用溫度在100度以下，也無法與MWd、LWd、旋轉導向鉆進系統配套使用。

該螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構上的下TC軸承固定套、下TC軸承旋轉套、上TC軸承固定套、上TC軸承旋轉套承擔著徑向的扶正功能，多組串軸承串接在一起，主要承擔著軸向載荷及部分的扶正載荷。扶正器是與本體連為一體的，一擔扶正器磨損，該螺桿鉆具就失效。

傳統螺桿鉆具傳動軸總成防掉機構是由兩瓣組成，鑲在芯軸相應的環形槽內，并可在芯軸相應的環形槽內上下竄動，由卡套卡住，防止防掉機構脫掉；同時，用彈簧頂住防止防掉機構，再由防止防掉機構頂住串軸承，防止串軸承散架。由于軸承處于泥漿環境中，軸承等部件的使用壽命很短。

隨著石油鉆井技術的發展，特別是海洋及陸地沙漠石油鉆探，為了獲得更好的經濟效益，需要開發叢式井、多底井、魚刺井和大位移水平井，而且常常要在更復雜的地層，如高陡構造帶鉆井；承鉆上述高難度、高水平的油氣井，就需要對螺桿鉆具提出更高的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構，各軸承封閉在潤滑油腔內工作，使用壽命長。

為解決以上技術問題，本實用新型的一種螺桿鉆具傳動軸總成的防掉機構，包括芯軸，所述芯軸的中心沿軸線設有貫通的芯軸水眼，所述芯軸的外周套裝有本體和外殼，所述外殼旋接在所述本體的下方，所述本體的外周旋接有可更換扶正器，所述本體的上段內壁通過本體自潤滑復合軸承支撐在所述芯軸外周，所述本體的下段內壁設有軸承油腔，所述軸承油腔中自上而下依次設有上平面軸承、防掉卡塊、下平面軸承和調節環，所述上平面軸承的上部頂在所述本體的內臺階下方，所述上平面軸承的下部支撐在所述防掉卡塊上，所述防掉卡塊的下部支撐在所述下平面軸承上，所述下平面軸承的下部支撐在所述調節環上，所述調節環的下部支撐在所述外殼的上端口上。

相對于現有技術，本實用新型取得了以下有益效果：本體的外周旋接有可更換扶正器，避免扶正器損壞導致整個傳動軸總成報廢。長通徑外殼自潤滑復合軸承可以減小芯軸在外殼中的旋轉阻力，而且可以起到扶正的作用。上平面軸承、防掉卡塊、下平面軸承和調節環構成一組能正常運轉的軸承體系，且在油浸環境下工作，不容易發生損壞。

作為本實用新型的改進，所述防掉卡塊由對稱的兩半合圍而成，所述防掉卡塊的內圓周壁設有多道防掉卡環且各防掉卡環分別嵌裝在所述芯軸上對應的卡槽內。防掉卡塊通過多道防掉卡環卡在芯軸的卡槽中，實現軸向定位，且將防掉機構固定在芯軸上。防掉機構與芯軸成為一體，保證了上平面軸承與下平面軸承在高軸向鉆壓下的正常運轉。