[發明專利]一種高強度螺桿鉆具

在審

• 申請號: 201811005291.8
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN108868588A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 張樹平;徐永和;王濤;劉華文
• 申請（專利權）人: 鹽城市新永佳石油機械制造有限公司
• 主分類號: E21B4/02
• 分類號: E21B4/02;E21B17/02;F03C2/08
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

本發明公開了一種高強度螺桿鉆具，涉及石油鉆井領域，其結構由上至下包括旁通閥總成、馬達總成、萬向軸總成和傳動軸總成，各總成之間均通過螺紋連接，鉆頭安裝在傳動軸總成的下端，各總成之間的螺紋連接處設置有卡塊，卡塊鑲嵌在各總成接縫處的卡槽內，各總成的端部與卡塊對應設置有卡簧槽，卡簧槽內設置有鋼絲卡簧，鋼絲卡簧將卡塊束縛在卡槽內，所述馬達總成包括轉子、定子金屬殼體和定子橡膠內襯，所述的轉子表面和定子橡膠內襯表面均涂有纖維獨石結構涂層。各總成之間設置的獨特的防退扣結構，可保證在劇烈震動的工作條件下也不會發生脫扣問題。

技術領域

本發明涉及石油鉆井領域，特別涉及一種高強度螺桿鉆具。

背景技術

螺桿鉆具是石油鉆井作業過程中常用的一種鉆具，其結構由上至下包括旁通閥總成、馬達總成、萬向軸總成、傳動軸總成和鉆頭，各總成之間通過螺紋連接，在實際應用時，為防止螺紋連接處退扣，往往要在螺紋連接處設置頂絲。然而，頂絲結構會對螺紋造成一定破壞，導致鉆具維修時拆卸困難。

而且現有的螺桿鉆具馬達是由轉子、定子金屬殼體、定子橡膠內襯構成，轉子為金屬材料。由于定子橡膠內襯受溫度和井下復雜條件，極易老化同時發生破損；轉子在長時間使用的前提下，容易產生裂紋而發生破壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種高強度螺桿鉆具，用于解決上述問題。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種高強度螺桿鉆具，其結構由上至下包括旁通閥總成、馬達總成、萬向軸總成和傳動軸總成，各總成之間均通過螺紋連接，鉆頭安裝在傳動軸總成的下端，各總成之間的螺紋連接處設置有卡塊，卡塊鑲嵌在各總成接縫處的卡槽內，各總成的端部與卡塊對應設置有卡簧槽，卡簧槽內設置有鋼絲卡簧，鋼絲卡簧將卡塊束縛在卡槽內，從而避免卡塊從卡槽中脫出，所述馬達總成包括轉子、定子金屬殼體和定子橡膠內襯，轉子位于定子金屬殼體中，定子金屬殼體內壁鑲嵌定子橡膠內襯，定子金屬殼體和定子橡膠內襯結合構成定子，所述的轉子表面和定子橡膠內襯表面均涂有纖維獨石結構涂層。

優選地，所述纖維獨石結構涂層的厚度為10μm-50μm。

優選地，所述纖維獨石結構涂層是由若干纖維胞體與胞體外層構成。

優選地，纖維胞體的橫截面為六面結構，六面結構的外接圓直徑為100μm-500μm；所述胞體外層的厚度為纖維胞體外接圓直徑的1/10-1/6。

優選地，所述纖維胞體的材質為ZrC、HfC、TaC、Si3N4、SiC、ZrB2、HfB2、ZrO2或Al2O3；所述胞體外層的材質為W-Re、Re-Ni、Ni-Cr、Nb、石墨或h-BN。

優選地，所述定子與轉子的螺紋比為2:1或4:3或6:5或8:7或10:9。

優選地，所述定子與轉子的螺紋比為3:2或5:4或7:6或9:8。

本發明的有益效果如下：

1、本發明在各總成之間設置了獨特的防退扣結構，可保證在劇烈震動的工作條件下也不會發生脫扣問題。

2、在馬達的轉子表面和定子橡膠內襯表面均涂有纖維獨石結構涂層，可有效提高螺桿鉆具抗高溫的能力，其斷裂韌性達20MPa·m1/2以上。可有效防止定子橡膠內襯在高溫狀態下失效，同時防止轉子在長時間工作環境下磨損失效。。

附圖說明

圖1是根據本發明的一種實施方式的結構示意圖；

圖2是圖1在A 處的局部放大圖；

圖3為本發明中馬達總成的內部結構示意圖；

圖4本發明的纖維獨石結構材料宏觀橫截面圖。

具體實施方式