CN101812969A - 一种用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承。主要解决现有的轴承无法满足井下纠偏能量提取装置在井下高温、高压、重载、空间狭小的环境的问题。其特征在于：所述的外套(3)内侧圆周方向有半圆形沟槽A(6)，所述的内套(1)为偏心，其外圆周也有半圆形沟槽B(7)并与外套(3)上的沟槽A(6)相对应，上述的沟槽A(6)及沟槽B(7)形成的圆环状空腔内填充满滚动体(2)。该偏心轴承具有能够适应高温、高压、高冲击、重载、空间狭小的工作环境、节省空间的特点。

Description

一种用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承

技术领域：

本发明涉及石油天然气勘探钻井作业的井下导向装置，特别涉及井下自动垂直钻井工具中用于纠偏能量提取的满装偏心轴承。

背景技术：

在石油天然气钻井中，常需要钻直井，但在高陡构造地区，下部钻具组合受到地层造斜力的影响，常常引起井斜，使井眼偏离预定轨道。通常所采用的钟摆钻具组合或吊打等方法，都是一种以牺牲钻井速度换取井眼质量的消极方法，而且往往不能有效控制井斜。而带有井下纠偏工具的自动垂直钻井系统则能够有效突破上述技术瓶颈，使钻井速度及井眼质量能够同时保证。由于井下恶劣的工作环境及特殊空间的限制，井下纠偏执行系统的能量通常由液压系统提供，具体来说是将偏心轴承安装在近钻头的钻挺上，随着钻挺的旋转，偏心轴承的外圈作平面运动，其径向运动可以推动安装在活套上的柱塞式油泵运动，从而将钻挺的旋转机械能转换为液压能，是一种提取井下纠偏动力的有效方式。

一般来说，轴承属机械标准件，但工作于井下高温、高压、高冲击、重载、空间狭小等恶劣环境下，用于垂直钻井系统纠偏能量提取的轴承在标准件中无法找到。目前有一些用于特殊环境下并按非标准要求设计的轴承，亦不能满足井下特殊的安装和使用要求。

发明内容：

为了克服现有的轴承无法满足井下纠偏能量提取装置在井下高温、高压、重载、空间狭小的环境的不足，本发明提供一种用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承，该偏心轴承具有能够适应高温、高压、高冲击、重载的工作环境、节省空间的特点。

本发明的技术方案是：一种用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承，包括同心的外套、内套，所述的外套内侧圆周方向有半圆形沟槽A，所述的内套为偏心，其外圆周也有半圆形沟槽B并与外套上的沟槽A相对应，上述的沟槽A及沟槽B形成的圆环状空腔内填充满滚动体。

所述的内套上径向有与沟槽B垂直的螺纹孔，螺纹孔内配合有螺塞，且螺塞的端部与滚动体外径相吻合。

所述的螺纹孔内螺塞底部还有定位塞。

所述的沟槽A、沟槽B可以为2个，相对应的螺塞及定位塞也为2个；所述的沟槽A、沟槽B也可以为3个，相对应的螺塞及定位塞也为3个。

所述的螺纹孔的位置偏离内套圆环厚度最大的位置。

本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，同心的外套与偏心的内套共同形成的空腔内有滚动体，当固定于钻挺上的内套转动时，由于内套的偏心，使得外套除做圆周运动外，同时径向也运动，因而压缩和放松柱塞泵的柱塞，使柱塞泵完成排油和吸油的过程而产生驱动导向液压缸的高压油；在环形空腔内填充满滚动体，放弃滚动体保持架而采用满装的形式，使轴承在井下工作更可靠。该偏心轴承能工作于井下高温、高压、高冲击、重载、空间狭小等恶劣环境下，是垂直钻井系统中的能量提取中核心部件，同时，该偏心轴承也可应用于其它领域。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是沿图1中F-F的剖视图；

图3是图2中I处的放大图。

图中1-内套，2-滚动体，3-外套，4-螺塞，5-定位塞，6-沟槽A，7-沟槽B，8-螺纹孔。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1及图2、图3所示，一种用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承，包括同心的外套3、内套1，所述的外套3内侧圆周方向有半圆形沟槽A6，所述的内套1为偏心，其外圆周也有半圆形沟槽B7并与外套3上的沟槽A6相对应，上述的沟槽A6及沟槽B7形成的圆环状空腔内填充满滚动体2，滚动体2的直径略大于沟槽A6及沟槽B7形成的空腔的直径，使得外套3和内套1二者不直接接触，而是通过滚动体2接触，该轴承放弃滚动体保持架而采用满装的形式，使其在井下工作更可靠；为了使滚动体2方便的填充到空腔内，所述的内套1上径向有与沟槽B7垂直的螺纹孔8，螺纹孔内配合有螺塞4，且螺塞4的端部与滚动体2外径相吻合，滚动体2由螺纹孔8填充到环状空腔内并填充满后，将螺塞4拧入螺纹孔8，并且为了保证在高压、强冲击下螺塞4不松动，在螺塞4底部可以再拧紧定位塞5。

为了能够承受更高的载荷、更强的冲击，上述的偏心轴承也可以为双列或三列轴承，当该偏心轴承为双列轴承时，所述的沟槽A6、沟槽B7均为2个，形成两个并列的环形空腔，空腔内同样填充滚动体2，相对应的螺塞4及定位塞5也为2个；当偏心轴承为三列轴承时，所述的沟槽A6、沟槽B7均为3个，相对应的螺塞4及定位塞5也为3个。

该轴承的内套1固定在钻挺上，外套3圆周对应若干个均布的柱塞泵，当钻挺转动时，带动内套1转动，由于内套1的偏心，使外套3除做圆周运动外，径向也运动，因而压缩和放松柱塞泵的柱塞，使柱塞泵完成排油和吸油的过程而产生高压油，实现井下纠偏的能量提取。该偏心轴承不仅局限于自动垂直钻井系统，也可应用于其它领域。

Claims (6)

1.一种用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承，包括同心的外套(3)、内套(1)，其特征在于：所述的外套(3)内侧圆周方向有半圆形沟槽A(6)，所述的内套(1)为偏心，其外圆周也有半圆形沟槽B(7)并与外套(3)上的沟槽A(6)相对应，上述的沟槽A(6)及沟槽B(7)形成的圆环状空腔内填充满滚动体(2)。

2.根据权利要求1所述的用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承，其特征在于：所述的内套(1)上径向有与沟槽B(7)垂直的螺纹孔(8)，螺纹孔内配合有螺塞(4)，且螺塞(4)的端部与滚动体(2)外径相吻合。

3.根据权利要求2所述的用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承，其特征在于：所述的螺纹孔(8)内螺塞(4)底部还有定位塞(5)。

4.根据权利要求2或3所述的用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承，其特征在于：所述的沟槽A(6)、沟槽B(7)均为2个，相对应的螺塞(4)及定位塞(5)也为2个。

5.根据权利要求2或3所述的用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承，其特征在于：所述的沟槽A(6)、沟槽B(7)均为3个，相对应的螺塞(4)及定位塞(5)也为3个。

6.根据权利要求4或5所述的用于井下纠偏能量提取的满装偏心轴承，其特征在于：所述的螺纹孔(8)的位置偏离内套(1)圆环厚度最大的位置。

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