CN101949266B - 一种内转子式旋转接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于石油、天然气钻井工具试验配套装置上的内转子式旋转接头。其目的是为了使试验工具在室内试验中，接近钻井工具在井下的真实工作状态。该旋转接头在所述心轴的外壁上有环形限位槽，下端有定位轴肩，主体及心轴上分别有中心盲孔，主体的盲孔底置有轴承，心轴的下部置于主体的中心孔内且下端的定位轴肩坐于轴承上；所述主体及心轴的下部侧壁上均布有径向通孔；在所述心轴与主体上部的孔壁间置有环形支承座，支承座中置有盘根，而支承座的上端有被固定在主体端面上的压环，并且压环卡在心轴的限位槽内。该接头可模拟钻井工具在井下的实际工作状态，可承受一定压力下循环钻井液，并保持试验工具连续旋转，更好的验证和检测钻井工具的动作及性能。

Description

一种内转子式旋转接头

技术领域

本发明涉及一种机械接头，具体的说，是涉及一种用于石油、天然气钻井工具的试验配套装置上的一种内转子式旋转接头。

背景技术

为了使钻井工具在投入使用时能够满足井下实际环境的需要，按要求完成钻井工作，在真正的投入使用其钻井前，往往需要采用试验钻井工具模拟真正钻井工具，在接近井下的真实工作状态下，进行大量的室内试验，包括既可在一定压力下循环钻井液，同时保持试验钻井工具连续旋转的实验，来验证和检测钻井工具的动作及性能。然而现有技术中却没有即可跟随实验钻井工具连续旋转，同时又能在一定压力下循环钻井液，使试验工具在室内试验中，更接近钻井工具在井下的真实工作状态的装置。

发明内容

为了使试验工具在室内试验中，接近钻井工具在井下的真实工作状态，本发明提供一种内转子式旋转接头，该接头能够在室内作为试验工具，模拟钻井工具在井下钻井的工作状态，在承受一定压力下循环钻井液，并同时跟随试验钻井工具连续旋转。

本发明采用的技术方案是：一种内转子式旋转接头，包括心轴、主体、盘根、支撑座、压环及轴承，其中，所述心轴的外壁上有环形的限位槽，心轴的下端有定位轴肩；主体及心轴上分别有中心盲孔，且主体内中心盲孔为上下两段不等径孔，所述主体内上段中心盲孔的内壁与心轴的外壁间形成环腔，且此环腔内置有环形的支承座，在所述支承座中置有盘根，而支承座的上端面与被固定在主体端面上的压环接触，且压环的内圈卡在心轴的限位槽内；所述主体内下段中心盲孔的内壁与心轴的外壁间隙配合；主体的下段中心盲孔底部置有轴承，心轴下部的定位轴肩坐于轴承上；所述主体与心轴下部的侧壁上分别均布有相互对应的主体径向通孔及心轴径向通孔，主体径向通孔与心轴径向通孔具有相同的中心轴线，并且上述对应的两孔与心轴上的中心盲孔相通；所述内转子式旋转接头还包括侧臂及由壬，所述的侧臂对应的固定在主体径向通孔处，由壬固定在侧臂上，且侧臂与由壬上均开有通孔并与心轴上的中心盲孔相通。

所述心轴的上部呈锥形，并带有外螺纹，心轴的中部呈倒锥形，限位槽位于倒锥形的小端处。

本发明的有益效果是：由于在主体内盲孔底的轴承上坐有心轴，并可跟随轴承相对于主体旋转，心轴与主体壁上有对应的径向通孔，作为旋转接头的钻井液出口；同时由盘根、支撑座、压环形成心轴与主体间的压力密封，并限制心轴的轴向串动，使得该接头在跟随试验钻井工具稳定旋转的同时，还能够在承受一定压力下循环钻井液，因此可在实验室内模拟钻井工具在井下钻井的真实工作状态，实现了在带压循环钻井液的同时能够使跟随实验钻井工具进行连续旋转试验的目的，为钻井工具的实际工作提供必要的参考。采用本发明进行室内试验时，转速60～120rad/min，最高承压10MPa，流量0～25L/s，试验100h，旋转接头金属件无任何损坏，密封效果良好，仍能正常工作，该接头结构简单、使用方便、安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1序号1心轴的局部放大图；

图3为图1的局部放大图。

图中1-心心轴，2-主体，3-侧臂，4-盘根，5-支撑座，6-压环，7-螺栓，8-由壬，9-轴承，10-主体径向通孔，11-限位槽，12-心轴径向通孔，13-定位轴肩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

由图1至图3所示，该内转子式旋转接头主要包括心轴1、主体2、盘根4、支撑座5、压环6及轴承9；其中，所述心轴1的上部呈锥形，并带有用于连接的外螺纹，心轴1外壁的中部呈倒锥形，在倒锥形的小端处有环形的限位槽11，心轴1的下端有定位轴肩13，如图2所示；所述的心轴1及主体2上分别有中心盲孔，主体2上盲孔的孔径为上下两段不等径孔，上段孔径与心轴1的柱面间形成环腔，在环腔间中置有环形的支承座5，支承座5中置有盘根4，在主体2与心轴1间形成压力密封，且支承座5的上端面上压有压环6，且压环6由均布的螺栓7固定在主体2的端面上，而压环6的内圈卡在心轴1的限位槽11内，防止心轴1旋转时伴有轴向串动，如图3所示，其中，为了方便安装，压环6为2个半环组成。所述主体下段孔径与心轴1的外径间隙配合，可使心轴1的下部置于孔内并旋转自如，主体2的下段中心盲孔底部置有轴承9，心轴1的下部置于主体2的下段中心盲孔内，且心轴1下端的定位轴肩13坐于轴承9的上端面上，主体2不动，心轴1可跟随轴承9相对于主体2旋转；而所述主体2下部侧壁上均布有主体径向通孔10，心轴1的下部侧壁上均布有心轴径向通孔12，主体径向通孔10与心轴径向通孔12相互对应，且具有相同的中心轴线，并且上述对应的两孔与心轴1上的中心盲孔相通，作为钻井液的循环通道，如图1所示，此实施例中，主体径向通孔10及心轴径向通孔12至少为4个，具体实施中不局限于4个，可根据孔径的大小设定通孔的数量。

采用本旋转接头进行室内试验时，心轴1上端的螺纹与试验钻井工具的下端螺纹连接，使心轴1跟随实验钻井工具连续旋转；同时为了使钻井液更好的回收，在所述的主体2上对应于主体径向通孔10处焊接固定侧臂3，侧臂3上焊接固定由壬8，使侧臂3及由壬8上的孔与心轴1上的盲孔相通，由壬8上可连接导液管，当实验钻井工具连续旋转时，由实验钻井工具及心轴1中心孔而下的带压钻井液，通过侧臂3、由壬8及导液管集中收集并继续循环。采用本发明进行室内试验时，心轴1的转速60～120tad/min，最高承压10MPa，流量0～25L/s，试验100h，旋转接头金属件无任何损坏，密封效果良好，仍能正常工作。利用此旋转接头在实验室内模拟钻井工具在井下钻井的真实工作状态，可实现实验钻井工具进行连续旋转的同时，还能够在承受一定压力下循环钻井液，使得试验工具在室内试验中，更接近钻井工具在井下的真实工作状态，为钻井工具的实际工作提供必要的实验数据参考。

Claims (2)

1.一种内转子式旋转接头，包括心轴(1)、主体(2)、盘根(4)、支撑座(5)、压环(6)及轴承(9)，其特征在于：所述心轴(1)的外壁上有环形的限位槽(11)，心轴(1)的下端有定位轴肩(13)；主体(2)及心轴(1)上分别有中心盲孔，且主体(2)内中心盲孔为上下两段不等径孔，所述主体(2)内上段中心盲孔的内壁与心轴(1)的外壁间形成环腔，且此环腔内置有环形的支承座(5)，在所述支承座(5)中置有盘根(4)，而支承座(5)的上端面与被固定在主体(2)端面上的压环(6)接触，且压环(6)的内圈卡在心轴(1)的限位槽(11)内；所述主体(2)内下段中心盲孔的内壁与心轴(1)的外壁间隙配合，主体(2)的下段中心盲孔底部置有轴承(9)，心轴(1)下部的定位轴肩(13)坐于轴承(9)上；所述主体(2)与心轴(1)下部的侧壁上分别均布有相互对应的主体径向通孔(10)及心轴径向通孔(12)，主体径向通孔(10)与心轴径向通孔(12)具有相同的中心轴线，并且上述对应的两孔与心轴(1)上的中心盲孔相通；所述内转子式旋转接头还包括侧臂(3)及由壬(8)，所述的侧臂(3)对应的固定在主体径向通孔(10)处，由壬(8)固定在侧臂(3)上，且侧臂(3)与由壬(8)上均开有通孔并与心轴(1)上的中心盲孔相通。

2.根据权利要求1所述的内转子式旋转接头，其特征在于：所述心轴(1)的上部呈锥形，并带有外螺纹，心轴(1)的中部呈倒锥形，限位槽(11)位于倒锥形的小端处。 

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