[發明專利]一種導向工具的軸向載荷傳遞裝置

有效

• 申請號: 202110764033.3
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113464547B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 馮定;靳祖文;洪騰蛟
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: F16C17/08
• 分類號: F16C17/08;F16C19/28;F16C33/10;F16C33/66;F16C33/72;F16F15/067;F16J15/3232;F16J15/3268
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 徐小洋

本發明公開了一種導向工具的軸向載荷傳遞裝置，包括外殼、承載座、軸體、安裝架、彈性件、軸向推力軸承、徑向扶正軸承以及彈性座，其中：安裝架套設于軸體上，彈性件兩端分別與安裝架以及承載座固定連接；軸向推力外圈端面與安裝架抵接，內圈端面與軸體一軸肩抵接，以供承載端承受的軸向載荷傳遞至安裝架；安裝架承載的軸向載荷通過彈性座、承載座傳遞至外殼。本發明中，安裝架和軸體間分別以軸向推力軸承和徑向扶正軸承連接，軸體受載荷會作用于安裝架，然后通過彈性座將軸向載荷傳遞至承載座和外殼，避免驅動端承受來自于承載端的振動和沖擊，減少偏置機構運行過程中受到的干擾，提高工具使用壽命。

技術領域

本發明涉及石油鉆采技術領域，具體的涉及一種導向工具的軸向載荷傳遞裝置。

背景技術

目前，隨著油氣勘探開發逐漸向非常規、低滲透、深層、深水等復雜難動用油氣藏領域發展，井眼軌跡智能控制的難題逐步顯現。針對該問題，各大石油公司都推出了各自的智能旋轉導向鉆井工具，其中，具有代表性的指向式旋轉導向工具在工作時，主軸會受到劇烈的振動與沖擊載荷，從而導致導向工具中的偏置機構的運行受到極大干擾，直接影響工具的造斜性能；且工具中的組合軸承等易損部件在長期的振動沖擊載荷下可能產生疲勞失效，帶來極大的安全隱患。

因此，在旋轉導向工具中，需要設計合理的軸向載荷傳遞裝置，將鉆頭處的軸向載荷傳遞至導向工具外殼上，避開偏置機構一定距離后再傳遞到上部鉆柱上，從而實現對導向工具中關鍵的偏置機構的保護，同時維持主軸的正常旋轉鉆進，提高鉆井旋轉導向工具的工作穩定性和導向高效性。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術不足，提供導向工具的軸向載荷傳遞裝置，用于解決現有技術中主軸受載荷直接作用于偏置機構的問題。

為達到上述技術目的，本發明的技術方案如下：一種導向工具的軸向載荷傳遞裝置，其包括外殼、承載座、軸體、安裝架、彈性件、軸向推力軸承、徑向扶正軸承以及彈性座，其中：所述外殼呈筒形，所述承載座固定設置在所述外殼中，所述承載座具有一承載面，所述軸體貫穿所述承載座，所述軸體包括兩相對設置的驅動端和承載端，所述驅動端用于連接驅動所述軸體轉動的動力源，所述承載端用于承受大致指向所述驅動端的載荷；所述安裝架套設于所述軸體上，所述彈性件兩端分別與所述安裝架以及所述承載座固定連接；所述軸向推力外圈端面與所述安裝架抵接，內圈端面與所述軸體一軸肩抵接，以供所述承載端承受的軸向載荷傳遞至所述安裝架，所述徑向扶正軸承外圈與所述安裝架過盈配合，內圈與所述軸體過盈配合，以供所述承載端承受的徑向載荷傳遞至所述安裝架；所述彈性座設置在所述承載面與所述安裝架之間，所述安裝架承載的軸向載荷通過所述彈性座、所述承載座傳遞至所述外殼。

優選的，所述安裝架包括承載塊和安裝塊，所述承載塊內周面與所述軸體件以所述徑向扶正軸承連接，所述承載塊一端面與所述軸體間以所述軸向推力軸承連接，所述安裝塊與所述承載塊固定連接。

優選的，所述軸向推力軸承內圈一端與所述軸體抵接，另一端與所述徑向扶正軸承內圈一端面抵接。

優選的，所述彈性座還設置在所述安裝塊和所述軸向推力軸承之間，所述彈性座兩端面分別與所述軸向推力軸承以及所述連接塊抵接，以將所述軸向推力軸承抵壓于所述承載塊一側。

優選的，所述安裝塊與所述承載塊連接端面處、所述承載座與所述外殼連接側面處分別設置O型密封圈，與所述軸向推力軸承抵接的所述彈性座與所述連接塊之間設置唇形密封圈，以使所述安裝架與所述承載座合圍形成第一密封腔。

優選的，所述軸向推力軸承和所述徑向扶正軸承均為pdc軸承。

優選的，所述導向工具的軸向載荷傳遞裝置還包括密封組件，所述密封組件包括密封筒、旋轉環、撓性密封件以及固定件，所述密封筒與所述外殼固定連接，所述旋轉環與所述密封筒之間以軸承連接，所述固定件與所述軸體固定連接，所述撓性密封件兩端分別與所述固定件以及所述旋轉環連接，使所述軸體旋轉時帶動所述固定件、所述撓性密封件以及所述旋轉環旋轉。