CN104411912A - 用于泥浆马达的偏心调节耦接装置 - Google Patents

Abstract

根据一个方面，提供了一种钻井马达组件，其具有被配置为能产生扭矩的动力部分、耦接至所述动力部分的传动部分、以及耦接至所述传动部分的轴承部分，所述轴承部分被配置为耦接至钻头。所述传动部分包括贯穿形成有孔的外壳组件，所述外壳组件具有由其贯穿限定出的中心轴线，所述孔具有由其贯穿限定出的中心轴线，其中所述孔的中心轴线相对于所述外壳组件的中心轴线径向偏移。

Description

用于泥浆马达的偏心调节耦接装置

技术领域

本文公开的实施例总体涉及具有用于从动力部分向轴承部分传递扭矩的传动部分的钻井马达。更具体地，本文公开的实施例涉及用于在油气行业中用来钻探钻孔的钻井马达的传动部分，特别是用于需要沿所述传动部分传递大扭矩的应用中。

背景技术

钻井马达，常被称为泥浆马达，是被组装至钻柱的一种工具，其通过将钻井流体或气体泵送经过所述钻井马达的中心而利用液压力转动钻头。所述钻井马达包括三个主要部分：动力部分、传递部分、及轴承部分。所述动力部分是钻井马达通过将流体或气体泵送经过泵(例如螺杆泵)而产生动力的部分。该泵使内部组件旋转，而外部组件静止，但是可以相反地使所述内部组件保持静止而所述外部组件旋转。所述传动部分是所述钻井马达中将由所述动力部分产生的偏心运动扭矩转化成用于驱动所述钻头的偏心运动的部分。所述轴承部分是钻井马达中处理由所述钻井作业产生的所有轴向及径向载荷的部分。钻井马达被设计为以便可以沿所述传动部分安装弯接头以钻探弯曲井。可调弯外壳组件经常被用来代替弯接头，并允许使用者在钻台上调节所述钻井马达的弯曲角度。所有两种弯折所述马达的方法连同随钻测量工具一起被用来控制所述钻头的方向及倾角。这允许操作者控制井眼的精确定位及路径。

参考图1，示出了钻井马达的常规传动部分的截面图。如图示，所述传动部分包括，具有由其限定的中心轴线150的可调弯外壳组件100。进一步地，所述可调弯外壳组件100具有在其中形成的孔104，及布置于所述可调弯外壳组件100的孔104中的传动轴110。所述传动轴110可以被用于向所述钻井马达的轴承部分传递由钻井马达的动力部分产生的扭矩。如图示，所述孔104是贯穿可调弯外壳组件100的中心形成的同心孔。如此，孔104的中心轴线(未被示出)与可调弯外壳组件100的中心轴线150共线。而且，如图示，在所述传动轴110与可调弯外壳组件100的内表面106之间存在间隙不足及潜在干扰。

发明内容

根据一个方面，提供了一种钻井马达组件，其具有：被配置为能产生扭矩的动力部分；耦接于所述动力部分的传动部分；以及耦接于所述传动部分的轴承部分，所述轴承部分被配置为耦接于钻头。所述传动部分包括外壳组件，所述外壳组件具有贯穿该外壳组件形成的孔，所述外壳组件具有贯穿所述外壳组件限定的中心轴线，并且所述孔具有贯穿所述孔限定的中心轴线，其中，所述孔的中心轴线相对于所述外壳组件的中心轴线径向地偏移。

根据另一个方面，提供了一种钻井马达组件，其具有：被配置为能产生扭矩的动力部分；耦接于所述动力部分的传动部分；以及耦接于所述传动部分的轴承部分，所述轴承部分被配置为耦接于钻头。所述传动部分包括：可调外壳组件，所述可调外壳组件具有耦接于第二接头的第一接头和贯穿所述可调外壳组件形成的孔，所述第一接头具有贯穿所述第一接头限定的第一中心轴线，所述第二接头具有贯穿所述第二接头限定的第二中心轴线。所述贯穿所述可调外壳组件形成的孔包括第一孔及第二孔，其中，所述第一孔贯穿所述第一接头形成，且所述第二孔贯穿所述第二接头形成，所述第一孔具有贯穿所述第一孔限定的第一中心轴线且所述第二孔具有贯穿所述第二孔限定的第二中心轴线。所述第一接头的第一中心轴线相对于所述第一孔的第一中心轴线径向地偏移，其中，所述第二接头的第二中心轴线相对于所述第二孔的第二中心轴线径向地偏移。

根据另一个方面，提供了一种用于制造钻井马达组件的方法，所述方法包括贯穿可调外壳组件形成孔，所述可调外壳组件具有耦接于第二接头的第一接头及贯穿所述可调外壳组件形成的孔，所述第一接头具有贯穿所述第一接头限定的第一中心轴线，并且所述第二接头具有贯穿所述第二接头限定的第二中心轴线。所述贯穿可调外壳组件形成的孔包括第一孔及第二孔，其中，所述第一孔贯穿所述第一接头形成，且所述第二孔贯穿所述第二接头形成，所述第一孔具有贯穿所述第一孔限定的第一中心轴线，且所述第二孔具有贯穿所述第二孔限定的第二中心轴线。所述第一接头的第一中心轴线相对于所述第一孔的第一中心轴线径向地偏移，其中，所述第二接头的第二中心轴线相对于所述第二孔的第二中心轴线径向地偏移。

根据另一个方面，提供了一种使用钻井马达组件的方法，所述方法包括：在井下布置具有动力部分、传动部分和轴承部分的钻井马达组件；及通过传动部分将扭矩从动力部分传递至轴承部分。所述传动部分包括可调外壳组件，所述可调外壳组件具有贯穿所述可调外壳组件限定的中心轴线以及贯穿所述可调外壳组件形成的孔，所述孔具有贯穿所述孔限定的中心轴线。所述孔的中心轴线相对于所述可调外壳组件的中心轴线径向地偏移。

从下文的描述及所附权利要求，本发明的其它方面及优势将会变得明显。

附图说明

图1示出了钻井马达的常规传动部分的截面图。

图2示出了根据本文公开的实施例的传动部分的可调外壳组件的剖视图。

图3示出了根据本文公开的实施例的钻井马达的传动部分的剖视图。

具体实施方式

在一个方面，本文公开的实施例涉及用于在油气行业中用来钻探钻孔的钻井马达的传动部分，特别是用于需要沿所述传动部分传递大扭矩的应用中。本发明的实施例还涉及具有外壳组件(例如可调外壳组件)的钻井马达的传动部分，所述外壳组件具有形成于其中的相对于所述外壳组件的中心偏心的孔，而不是贯穿所述外壳组件形成的同心孔。示出了每个这些实施例的图示。

随着传动部分发展得越来越强壮，向驱动轴传递扭矩的传动轴正承受极大增强的扭矩。额外的力或扭矩要求传动轴被设计为具有比以前更大的轴直径。此更大直径促使贯穿弯外壳组件形成的孔也更大。由于所述外壳组件的外径必须保持不变以便在特定尺寸的钻孔内适用，贯穿所述外壳组件形成的该更大的孔极大地降低了外壳组件的强度。

贯穿下面的说明书及权利要求中使用某些术语来指代特定的特征或组件。如本领域技术人员所应理解，不同的人可能使用不同的名称来指代相同的特征或组件。本文不意图区分那些名称不同而功能相同的组件或特征。附图不必然是按比例绘制的。为了清楚简洁的目的，本文的某些特征和组件可以被以扩大的比例或以某种程度的示意图的形式表示，并且常规元件的一些细节可能不被显示。

在下文的讨论及在权利要求中，术语“包括”及“包含”被用于开放式，并且从而应该被解释为表示“包括但不限于……”。进一步地，术语“轴向的”及“轴向地”一般性地表示沿着或基本平行于中心轴线或纵向轴线，而术语“径向的”或“径向地”一般性地表示垂直于中心轴线、纵向轴线。

根据一个或多个实施例，钻井马达组件可以包括：被配置为能产生扭矩的动力部分；耦接于所述动力部分的传动部分；以及耦接于所述传动部分的轴承部分，所述轴承部分被配置为耦接于钻头。在一个或多个实施例中，所述动力部分可以包括被配置为能产生扭矩的转子。在一个或多个实施例中，所述传动部分可以包括外壳组件，所述外壳组件具有贯穿所述外壳组件形成的孔，所述外壳组件具有贯穿所述外壳组件限定的中心轴线，并且所述孔具有贯穿所述孔限定的中心轴线，其中，所述孔的中心轴线相对于所述外壳组件的中心轴线径向地偏移。在一个或多个实施例中，贯穿所述外壳组件形成的所述孔可以是相对于所述外壳组件的中心(例如，相对于所述外壳组件的外径或外圆周)偏心地形成的偏心孔。例如，在一个或多个实施例中，贯穿所述外壳组件形成的所述孔可以是贯穿所述外壳组件形成的偏心孔，其中，所述孔的中心轴线相对于所述外壳组件的中心轴线径向地偏移。换句话说，贯穿所述外壳组件形成的所述孔可以与所述外壳组件的外径或外周不同心，这可以导致所述外壳组件具有可变的壁厚。

进一步地，根据一个或多个实施例，所述传动部分可以包括被布置于所述外壳组件的孔内的传动轴。在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移可以提供传动轴与外壳组件的内表面之间的间隙。在一个或多个实施例中，所述传动轴可以被配置为能向钻井马达的轴承部分传递由钻井马达的动力部分产生的扭矩，其中，轴承部分可以被耦接于钻头。

在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移达5mm。然而，本领域技术人员应该理解，在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移可以是大于或小于5mm的任意量。例如，在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移可以是1mm、3mm、5mm、6mm、10mm或更大。进一步地，在一个或多个实施例中，所述外壳组件可以被弯折成所需角度。而且，如下文所述，在一个或多个实施例中，所述外壳组件可以是能被弯折成所需角度的可调外壳组件。

进一步地，在一个或多个实施例中，所述外壳组件的截面可以包括可变壁厚。换句话说，由于所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线之间的径向偏移，因此在一个或多个实施例中，所述外壳组件的壁厚可以绕外壳组件的圆周变化。在一个或多个实施例中，所述外壳组件的壁厚可以通过所述外壳组件的外径或外半径与内径或内半径之间的距离来测量。

由于所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移，因此在一个或多个实施例中，可以使用具有较大直径的传动轴。在一个或多个实施例中，所述传动轴的直径可以增加达50％。然而，本领域技术人员应该理解，由于所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移，所述传动轴的直径可以增加多于50％。在一个或多个实施例中，所述传动轴的直径可以增加30％或更多。

与具有相同材料的较小直径的传动轴相比，较大直径的传动轴在失效之前可以能够承受由钻井马达的动力部分产生的较大的扭矩。换句话说，在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移可以允许所述外壳组件的外径及贯穿所述外壳组件形成的孔的直径保持不变，同时能够容纳待用于及布置于贯穿所述外壳组件形成的孔内的较大直径的传动轴，并且同时在所述传动轴与外壳组件的内表面之间仍然保持足够的间隙。

因此，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移可以允许所述传动轴的直径与所述外壳组件的外径(即，所述钻井马达的传动部分的外径)之间较大的比值。在一个或多个实施例中，所述传动轴的直径与所述外壳组件的外径之比可以是1：2.313。

进一步地，在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移可以允许所述传动轴的直径与贯穿所述外壳组件形成的孔的直径(例如所述第一孔与所述第二孔中的每个的直径)之间较大的比值。在一个或多个实施例中，所述传动轴的直径与所述孔的直径之比可以是1：1.314。

参考图2，示出了根据本文公开的实施例的钻井马达的传动部分的外壳组件200(特别是可调外壳组件)的剖视图。如图所示，所述外壳组件200是多段式组件并且包括耦接于第二接头202的第一接头201。本领域技术人员应该理解，所述外壳组件200中可以包括多于或少于两个的接头。例如，在一个或多个实施例中，外壳组件200中可以包括一、二、三、四或更多个接头。在一个或多个实施例中，所述第一接头201可以螺纹耦接于所述第二接头202。在外壳组件仅包括单个接头的一个或多个实施例中，可以如上文所述使用单段外壳组件，并且单段外壳组件也可以被弯折成所需角度。替代性地，在一个或多个实施例中，所述第一接头201及所述第二接头202中的每一个可以被螺纹耦接于转位套筒(未被示出)的任一侧，其中，所述第一接头201与所述第二接头202中的任意一个可以相对于所述转位套筒旋转，以在所述第一接头201与所述第二接头202之间产生偏移角。

例如，如图所示，第一接头201具有贯穿第一接头201限定的第一中心轴线251，并且第二接头202具有贯穿第二接头202限定的第二中心轴线252。在一个或多个实施例中，第一接头201可以被耦接于第二接头202，以使得在第一接头201与第二接头202之间不存在偏移。换句话说，在一个或多个实施例中，第一接头201可以被耦接于第二接头202，以使得第一接头201的第一中心轴线251可与第二接头202的第二中心轴线252共线。

替代性地，在一个或多个实施例中，第一接头201可以被耦接于第二接头202，以便在第一接头201的第一中心轴线251与第二接头202的第二中心轴线252之间存在偏移角α。换句话说，在一个或多个实施例中，所述外壳组件200可以是可调外壳组件，其可以被弯折以便在第一接头201的第一中心轴线251与第二接头202的第二中心轴线252之间存在所述偏移角α。在一个或多个实施例中，所述偏移角α可以是高达三度的任意角度。然而，本领域技术人员应该理解，所述偏移角α可以是大于或小于三度的任意角度。例如，在一个或多个实施例中，第一接头201的第一中心轴线251与第二接头202的第二中心轴线252之间的偏移角α可以是零度、一度、二度、三度、四度、五度或更多度。进一步地，本领域技术人员应该理解，所述外壳组件200可以被弯折，以便所述偏移角是一度的任何几分之一。

进一步地，在一个或多个实施例中，所述偏移角α可以是可调节的。例如，在一个或多个实施例中，第一接头201的第一中心轴线251与第二接头202的第二中心轴线252之间的偏移角α可以在零度与三度之间调节。

例如，在一个或多个实施例中，所述第一接头201与所述第二接头202之间的连接可以被配置为：使得可通过相对于第二接头202旋转第一接头201、或者替代性地通过相对于第一接头201旋转第二接头202来调节所述偏移角α，直到达到所需偏移角α。例如，在一个或多个实施例中，第一接头201与第二接头202之间的连接可以包括齿节螺纹，所述齿节螺纹使得能够通过相对于第二接头202旋转第一接头201、或者通过相对于第一接头201旋转第二接头202来调节所述偏移角α。进一步地，在一个或多个实施例中，第一接头201与第二接头202中的一个可以包括能够允许所述第一接头201相对于所述第二接头202偏移一角度α的锥形的连接部分，例如锥形带螺纹的销连接。然而，本领域技术人员应该理解，所述第一接头201与所述第二接头202之间的连接并不仅限于齿节螺纹连接，而可以是本领域公知的能够在第一接头201的第一中心轴线251与第二接头202的第二中心轴线252之间允许实现预定偏移角α的任意连接方式。

如上文所述，一个或多个实施例可以包括转位套筒(未被示出)，其可以被布置于所述第一接头201与所述第二接头202之间，所述转位套筒可以被用于帮助实现第一接头201的第一中心轴线251与第二接头202的第二中心轴线252之间的所需偏移角α。例如，在一个或多个实施例中，所述转位套筒可以包括指示分度数增量的标记，用于零度与三度间的定位参考。因此，在一个或多个实施例中，所述第一接头201与所述第二接头202中的每一个可以被螺纹耦接于所述转位套筒的任一侧，这可以被用于在第一接头201的第一中心轴线251与第二接头202的第二中心轴线252之间产生偏移角α，并用于向用户指示偏移角α以便用户可以获得精确的预定偏移角。

进一步地，在一个或多个实施例中，孔可以贯穿所述外壳组件200形成。如图所示，所述外壳组件200包括第一接头201及第二接头202。进一步地，如图所示，所述第一接头201具有贯穿所述第一接头201形成的第一孔204，所述第二接头202具有贯穿所述第二接头202形成的第二孔205。如上文所述，在一个或多个实施例中，所述外壳组件200可以被弯折，以便在第一接头201的第一中心轴线251与第二接头202的第二中心轴线252之间存在偏移角α。替代性地，在一个或多个实施例中，所述外壳组件200可以是全直的，即，在第一接头201的第一中心轴线251与第二接头202的第二中心轴线252之间的偏移角α为零，并且单个孔可以贯穿所述第一接头201与所述第二接头202形成。

仍然参考图2，所述第一孔204具有贯穿所述第一孔204限定的第一中心轴线261，且所述第二孔205具有贯穿所述第二孔205限定的第二中心轴线262。如图所示，所述第一孔204的第一中心轴线261可以相对于所述第一接头201的第一中心轴线251径向地偏移一距离d。类似地，所述第二孔205的第二中心轴线262可以相对于所述第二接头202的第二中心轴线252径向地偏移。如上文所述，在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线之间的径向偏移可达5mm。然而，本领域技术人员应该理解，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线之间的径向偏移可以包括0.5mm、1mm、2mm、3mm和4mm的下限值，以及1mm、2mm、3mm、4mm和5mm的上限值，其中，上文所述的任意下限值可以与任意上限值共同使用。

类似地，所述第一孔204的第一中心轴线261与所述第一接头201的第一中心轴线251之间的径向偏移可达5mm，并且所述第二孔205的第二中心轴线262与所述第二接头202的第二中心轴线252之间的径向偏移可达5mm。在一个或多个实施例中，所述第一孔204的第一中心轴线261与所述第一接头201的第一中心轴线251之间的径向偏移可以等于所述第二孔205的第二中心轴线262与所述第二接头202的第二中心轴线252之间的径向偏移，所述径向偏移可以是距离d。

本领域技术人员应该理解，在一个或多个实施例中，所述第一孔204的第一中心轴线261与所述第一接头201的第一中心轴线251之间的径向偏移和/或所述第二孔205的第二中心轴线262与所述第二接头202的第二中心轴线252之间的径向偏移可以是大于或小于5mm的任意量。例如，在一个或多个实施例中，所述第一孔204的第一中心轴线261与第一接头201的第一中心轴线251之间的径向偏移以及所述第二孔205的第二中心轴线262与第二接头202的第二中心轴线252之间的径向偏移可以是1mm、3mm、5mm、6mm、10mm或更大。替代性地，第一孔204的第一中心轴线261可以与第一接头201的第一中心轴线251共线，并且第二孔205的第二中心轴线262可以与第二接头202的第二中心轴线252共线，以便使所述径向偏移为零。

现在参考图3，示出了根据本文公开的实施例的钻井马达的传动部分的剖视图。在一个或多个实施例中，钻井马达组件可以包括：被配置为能产生扭矩的动力部分(未被示出)；耦接于所述动力部分的传动部分；以及耦扫接于所述传动部分的轴承部分(未被示出)，所述轴承部分被配置为耦接于钻头。

如图所示，所述传动部分包括外壳组件300。在一个或多个实施例中，所述外壳组件300可以是多段式组件并且可以包括耦接于第二接头302的第一接头301。如上文所述，在一个或多个实施例中，所述外壳组件300可以是可调外壳组件。本领域技术人员应该理解，所述外壳组件300中可以包括多于或少于两个的接头。例如，在一个或多个实施例中，所述外壳组件300中可以包括一、二、三、四、或更多个接头。在一个或多个实施例中，所述第一接头301可以被螺纹耦接于所述第二接头302。替代性地在一个或多个实施例中，所述第一接头301与所述第二接头302中的每一个可以被螺纹耦接于转位套筒303的任一侧，其中，所述转位套筒303可以被旋转以在第一接头301与第二接头302之间产生偏移角。

如图所示，所述第一接头301具有贯穿所述第一接头301限定的第一中心轴线351，并且所述第二接头302具有贯穿所述第二接头302限定的第二中心轴线352。在一个或多个实施例中，所述第一接头301可以被耦接于所述第二接头302，以使得在第一接头301与第二接头302之间不存在偏移。换句话说，在一个或多个实施例中，所述第一接头301可以被耦接于所述第二接头302，以便使第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352共线。

替代性地，在一个或多个实施例中，第一接头301可以被耦接于第二接头302，以便在第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352之间存在偏移角，例如图2中示出的偏移角α。换句话说，在一个或多个实施例中，所述可调外壳组件300可以被弯折以便在第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352之间存在所述偏移角。在一个或多个实施例中，所述偏移角可以是高达三度的任意角度。然而，本领域技术人员应该理解，所述第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352之间的偏移角可以是大于或小于三度的任意角度。例如，在一个或多个实施例中，第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352之间的偏移角可以是零度、一度、二度、三度、四度、五度或更多度。进一步地，本领域技术人员应该理解，所述可调外壳组件300可以被弯折，以便使所述偏移角是一度的任何几分之一。

如上所述，在一个或多个实施例中，所述偏移角可以是可调节的。例如，在一个或多个实施例中，第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352之间所形成的偏移角可以在零度与三度之间调节。

例如，在一个或多个实施例中，所述第一接头301与所述第二接头302之间的连接可以被配置为：使得可通过相对于第二接头302旋转第一接头301、或者替代性地通过相对于第一接头301旋转第二接头302来调节所述偏移角(例如图2中示出的偏移角α)，直到达到所需偏移角。例如，在一个或多个实施例中，第一接头301与第二接头302之间的连接可以包括齿节螺纹，所述齿节螺纹使得能够通过相对于第二接头302旋转第一接头301、或者通过相对于第一接头301旋转第二接头302来调节所述偏移角。进一步地，在一个或多个实施例中，第一接头301与第二接头302中的一个可以包括能够允许所述第一接头301相对于所述第二接头302偏移一角度的锥形连接部分，例如锥形带螺纹的销连接。然而，本领域技术人员应该理解，所述第一接头301与所述第二接头302之间的连接并不仅限于齿节螺纹连接，而可以是本领域公知的能够在第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352之间允许实现预定偏移角的任意连接方式。

如上文所述，一个或多个实施例可以包括转位套筒303，其可以被布置于所述第一接头301与所述第二接头302之间，所述转位套筒303可以被用于帮助实现第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352之间的所需偏移角。例如，在一个或多个实施例中，所述转位套筒303可以包括指示分度数增量的标记，用于零度与三度间的定位参考。因此，在一个或多个实施例中，所述第一接头301与所述第二接头302中的每一个可以被螺纹耦接于所述转位套筒303的任一侧，这可以被用于在第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352之间产生偏移角，并用于向用户指示偏移角以便用户可以获得精确的预定偏移角。

进一步地，在一个或多个实施例中，孔可以贯穿所述外壳组件300形成。如图所示，所述可调外壳组件300包括第一接头301及第二接头302。进一步地，如图所示，所述第一接头301具有贯穿所述第一接头301形成的第一孔304，且所述第二接头302具有贯穿所述第二接头302形成的第二孔305。如上文所述，在一个或多个实施例中，所述可调外壳组件300可以被弯折，以便在第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352之间存在偏移角，例如图2中示出的偏移角α。替代性地，在一个或多个实施例中，所述可调外壳组件300可以是全直的，即，在第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352之间的偏移角为零，并且单个孔可贯穿所述第一接头301与所述第二接头302形成。

如图所示，所述第一孔304具有贯穿所述第一孔304限定的第一中心轴线361，并且所述第二孔305具有贯穿所述第二孔305限定的第二中心轴线362。如图所示，所述第一孔304的第一中心轴线361可以相对于所述第一接头301的第一中心轴线351径向地偏移，例如以如图2中示出的距离d径向地偏移。类似地，所述第二孔305的第二中心轴线362可以相对于所述第二接头302的第二中心轴线352径向地偏移。如上文所述，在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件的中心轴线之间的径向偏移可达5mm。类似地，所述第一孔304的第一中心轴线361与所述第一接头301的第一中心轴线351之间的径向偏移可达5mm，并且所述第二孔305的第二中心轴线362与所述第二接头302的第二中心轴线352之间的径向偏移可达5mm。在一个或多个实施例中，所述第一孔304的第一中心轴线361与所述第一接头301的第一中心轴线351之间的径向偏移可以等于所述第二孔305的第二中心轴线362与所述第二接头302的第二中心轴线352之间的径向偏移，如上文所述，所述径向偏移可以是高达5mm的任意距离。

本领域技术人员应该理解，在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件的中心轴线间的径向偏移可以是大于或小于5mm的任意量。例如，在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件的中心轴线间的径向偏移可以是1mm、3mm、5mm、6mm、10mm或更大。替代性地，所述第一孔304的第一中心轴线361可以与所述第一接头301的第一中心轴线351共线，和/或所述第二孔305的第二中心轴线362可以与所述第二接头302的第二中心轴线352共线，从而所述径向的偏移为零。

仍然参考图3，在一个或多个实施例中，所述传动部分可以包括布置于所述可调外壳组件300的孔内的传动轴310。如图所示，所述传动轴310被布置于贯穿所述第一接头301形成的第一孔304及贯穿所述第二接头302形成的第二孔305中的每一个中。在一个或多个实施例中，所述传动轴310可以被配置为向所述钻井马达的轴承部分(在图3中右侧示出)传递由所述钻井马达的动力部分(例如图3中左侧示出的转子)产生的扭矩。在一个或多个实施例中，钻头(未被示出)可以被耦接于所述轴承部分，其中，来自动力部分的扭矩可以通过传动轴310被传递至钻头。

在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件300的中心轴线间的径向偏移(例如，所述第一孔304的第一中心轴线361与所述第一接头301的第一中心轴线351间的径向偏移，以及所述第二孔305的第二中心轴线362与第二接头302的第二中心轴线352间的径向偏移)，可足以在所述传动轴310与所述可调外壳组件300的内表面306之间提供间隙。

进一步地，在一个或多个实施例中，当所述可调外壳组件300被弯折以在第一接头301的第一中心轴线351与第二接头302的第二中心轴线352之间形成偏移角(例如图2中示出的偏移角α)时，所述第一孔304的第一中心轴线361与第一接头301的第一中心轴线351间的径向偏移以及所述第二孔305的第二中心轴线362与第二接头302的第二中心轴线352间的径向偏移可足以在所述传动轴310与所述可调外壳组件300的内表面306之间提供间隙。

在一个或多个实施例中，所述传动轴310与所述可调外壳组件300的内表面306之间的间隙可达5mm。然而，本领域技术人员应该理解，所述传动轴310与所述可调外壳组件300的内表面306之间的间隙可以是大于或小于5mm的任意距离。例如，在一个或多个实施例中，所述传动轴310与所述可调外壳组件300的内表面306之间的间隙可高达1mm、2mm、3mm、6mm、10mm或更大，或在任意这些值的范围之内。

根据一个或多个实施例，所述第一孔304的第一中心轴线361与第一接头301的第一中心轴线351间的径向偏移以及所述第二孔305的第二中心轴线362与第二接头302的第二中心轴线352间的径向偏移可以允许增加所述传动轴310的直径。换句话说，上文所述的径向偏移可以允许在钻井马达的传动部分中使用较大直径的传动轴310。

在一个或多个实施例中，所述传动轴310的直径可以增加达30％，同时所述可调外壳组件300的外径以及贯穿所述可调外壳组件300形成的孔的直径不变。换句话说，在不改变所述可调外壳组件300的外径或者贯穿所述可调外壳组件300形成的孔的直径的情况下，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件300的中心轴线间的径向偏移可以允许使用较大直径的传动轴310，而同时在传动轴310与可调外壳组件300的内表面306之间仍保持足够的间隙(即便如上文所述当所述可调外壳组件300被弯折时)。

本领域技术人员应该理解，所述传动轴310的直径可以增加多于或少于30％，同时所述可调外壳组件300的外径以及贯穿所述可调外壳组件300形成的孔的直径不变。例如，在一个或多个实施例中，所述传动轴310的直径可以增加10％、20％、40％、50％或更多，同时所述可调外壳组件300的外径以及贯穿所述可调外壳组件300形成的孔的直径不变。

在一个或多个实施例中，与具有相同材料的较小直径的传动轴相比，较大直径的传动轴310在失效之前可以能够承受由所述钻井马达的动力部分产生的较大的扭矩。换句话说，在一个或多个实施例中，上文所述的径向偏移可以允许所述可调外壳组件300的外径及贯穿所述可调外壳组件300形成的孔的直径保持不变，同时能够容纳待用于及布置于贯穿所述可调外壳组件形成的孔内的较大直径的传动轴，并且同时在所述传动轴310与所述可调外壳组件300的内表面306之间仍然保持足够的间隙。

因此，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件300的中心轴线间的径向偏移可以允许所述传动轴310的直径与所述可调外壳组件300的外径(即，所述钻井马达的传动部分的外径)之间较大的比值。在一个或多个实施例中，所述传动轴310的直径与所述可调外壳组件300的外径之比可以是1：2.313。然而，一个或多个实施例可以包括所述传动轴310的直径与所述可调外壳组件300的外径之间的其他比值。

进一步地，在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件300的中心轴线间的径向偏移可以允许所述传动轴310的直径与贯穿所述可调外壳组件300形成的孔的直径(例如所述第一孔304与所述第二孔305中的每个的直径)之间的较大的比值。在一个或多个实施例中，所述传动轴的直径与所述孔的直径之比可以是1：1.314。然而，一个或多个实施例可以包括所述传动轴的直径与所述孔的直径之间的其他比值。

所述传动轴310的直径与所述可调外壳组件300的外径之间的较大比值，和/或所述传动轴310的直径与贯穿所述可调外壳组件形成的孔的直径之间的较大比值，可以允许钻井马达的传动部分的外径最小化，以便适应预定的、指定的钻孔尺寸，同时通过增加所述传动轴310的直径来增加所述钻井马达能够承受的扭矩阈值。

所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件300的中心轴线间的径向偏移可以允许增加所述传动轴310的直径，而不增加所述孔的直径(例如贯穿所述可调外壳组件300形成的所述第一孔304及所述第二孔305的直径)。增加贯穿所述可调外壳组件300形成的孔的直径、而不同时增加所述可调外壳组件300的外径，可以使所述可调外壳组件300的壁厚减小。减小所述可调外壳组件300的壁厚可以破坏所述可调外壳组件300在负载下的结构完整性。

在一个或多个实施例中，如果所述可调外壳组件300被弯折，因为所述传动轴310可以向所述弯折的高边倾斜，所以所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件300的中心轴线间的径向偏移可以向所述弯折的高边倾斜。例如，如图所示，所述第二接头302被相对于第一接头301以向上的角度弯折。因此，所述第一孔304的第一中心轴线361以及所述第二孔305的第二中心轴线362分别径向地偏移至所述第一接头301的中心轴线351之上及所述第二接头302的中心轴线352之上，以容纳由于所述弯折而向所述可调外壳组件300的高边倾斜的所述传动轴310。

根据另一个方面，一种用于制造钻井马达组件的方法可以包括贯穿可调外壳组件形成孔，所述可调外壳组件包括耦接于第二接头的第一接头及贯穿所述可调外壳组件形成的孔，所述第一接头具有贯穿所述第一接头限定的第一中心轴线，并且所述第二接头具有贯穿所述第二接头限定的第二中心轴线。在一个或多个实施例中，贯穿所述可调外壳组件形成的所述孔可以包括第一孔及第二孔，其中，所述第一孔贯穿所述第一接头形成，并且所述第二孔贯穿所述第二接头形成，所述第一孔具有贯穿所述第一孔限定的第一中心轴线，并且所述第二孔具有贯穿所述第二孔限定的第二中心轴线。在一个或多个实施例中，所述第一接头的第一中心轴线可以相对于所述第一孔的第一中心轴线径向地偏移，并且所述第二接头的第二中心轴线相对于所述第二孔的第二中心轴线径向地偏移。

如上文所述，在一个或多个实施例中，所述可调外壳组件可以具有贯穿所述可调外壳组件形成的孔，并且所述可调外壳组件可以具有贯穿所述可调外壳组件限定的中心轴线，并且所述孔可以具有贯穿所述孔限定的中心轴线，其中，所述孔的中心轴线相对于所述可调外壳组件的中心轴线径向地偏移。

回过来参考图3，钻井马达的传动部分可以包括所述可调外壳组件300，所述可调外壳组件300包括所述第一接头301及所述第二接头302。在一个或多个实施例中，所述第一接头301可以具有贯穿所述第一接头301形成的第一孔304，并且所述第二接头302可以具有贯穿所述第二接头302形成的第二孔305。在一个或多个实施例中，所述第一孔304具有贯穿所述第一孔304限定的第一中心轴线361，并且所述第二孔305具有贯穿所述第二孔305限定的第二中心轴线362。

如图所示，所述第一孔304可以被形成为：所述第一孔304的第一中心轴线361相对于所述第一接头301的第一中心轴线351径向地偏移，例如以图2中示出的距离d径向地偏移。类似地，所述第二孔305可以被形成为：所述第二孔305的第二中心轴线362可以相对于所述第二接头302的第二中心轴线352径向地偏移。如上文所述，在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件的中心轴线之间的径向偏移可达5mm。类似地，所述第一孔304的第一中心轴线361与所述第一接头301的第一中心轴线351之间的径向偏移可达5mm，并且所述第二孔305的第二中心轴线362与所述第二接头302的第二中心轴线352之间的径向偏移可达5mm。在一个或多个实施例中，所述第一孔304与所述第二孔305中的每一个可以被形成为：所述第一孔304的第一中心轴线361与所述第一接头301的第一中心轴线351之间的径向偏移可以等于所述第二孔305的第二中心轴线362与所述第二接头302的第二中心轴线352之间的径向偏移，所述径向偏移可以是达5mm的任意距离。

所述方法还可以包括将被配置为能产生扭矩的动力部分耦接至具有可调外壳组件的传动部分。进一步地，所述方法可以包括将被配置为与钻头耦接的轴承部分耦接至具有所述可调外壳组件的所述传动部分。如上文所述，在一个或多个实施例中，可调外壳组件的截面可以包括可变壁厚。

进一步地，如上文所述，所述传动部分可以包括布置于所述可调外壳组件的孔内的传动轴，例如传动轴310。如上文所述，所述可调外壳组件的孔可以包括贯穿所述可调外壳组件形成的第一孔及第二孔，例如贯穿所述第一接头301形成的第一孔304以及贯穿所述第二接头302形成的第二孔305。

此外，如上文所述，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件300的中心轴线间的径向偏移(例如所述第一孔304的第一中心轴线361与所述第一接头301的第一中心轴线351间的径向偏移，以及所述第二孔305的第二中心轴线362与第二接头302的第二中心轴线352间的径向偏移)，可足以在所述传动轴310与所述可调外壳组件300的内表面306之间提供间隙，而同时允许在所述传动轴310的直径与所述可调外壳组件300的外径之间存在较大比值，和/或在所述传动轴310的直径与贯穿所述可调外壳组件形成的孔的直径之间存在较大比值。

所述传动轴310的直径与所述可调外壳组件300的外径之间的较大比值，和/或所述传动轴310的直径与贯穿所述可调外壳组件形成的孔的直径之间的较大比值，可以允许钻井马达的传动部分的外径最小化，以便适应预定的、指定的钻孔尺寸，同时通过增加所述传动轴310的直径来增加所述钻井马达能够承受的扭矩阈值。

根据另一个方面，一种使用钻井马达组件的方法可以包括：在井下配置具有动力部分、传动部分及轴承部分的钻井马达；通过传动部分将扭矩从动力部分传递至轴承部分。在一个或多个实施例中，所述传动部分可以包括可调外壳组件，所述可调外壳组件具有贯穿所述可调外壳组件限定的中心轴线以及贯穿所述可调外壳组件形成的孔，所述孔具有贯穿所述孔限定的中心轴线。在一个或多个实施例中，所述孔的中心轴线相对于所述可调外壳组件的中心轴线径向地偏移。

如上文所述，所述可调外壳组件可以包括第一接头及第二接头，例如所述第一接头301及所述第二接头302。进一步地，如上文所述，贯穿所述可调外壳组件形成的孔可以包括贯穿所述可调外壳组件形成的第一孔及第二孔，例如贯穿所述第一接头301形成的所述第一孔304以及贯穿所述第二接头302形成的所述第二孔305。

进一步地，如上文所述，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件300的中心轴线间的径向偏移(例如所述第一孔304的第一中心轴线361与所述第一接头301的第一中心轴线351间的径向偏移，以及所述第二孔305的第二中心轴线362与第二接头302的第二中心轴线352间的径向偏移)，可足以在所述传动轴310与所述可调外壳组件300的内表面306之间提供间隙。

在一个或多个实施例中，在所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件的中心轴线之间具有径向偏移可以允许使用较大直径的传动轴。如上文所述，在一个或多个实施例中，所述传动轴的直径可以增加达30％，同时所述可调外壳组件的外径以及贯穿所述可调外壳组件形成的孔的直径不变。可以使用所述较大直径的传动轴，并且同时在所述传动轴与外壳组件的内表面之间仍然保持足够的间隙(即便如上文所述，当所述可调外壳组件被弯折时)。

虽然上文仅详细描述了几个示例性的实施例，本领域技术人员应该容易理解，在实质上不脱离本公开的范围的情况下，可以对示例性的实施例进行多种变型。相应地，所有这样的变型应当被包含于权利要求所限定的本公开的范围内。在权利要求中，手段加功能条款预期覆盖在此描述的执行所述功能的结构，不仅限于在结构上的等价，还包括等价的结构。因此，尽管钉子和螺钉可能在结构上不等价，因为钉子具有圆柱形表面，以便紧固木质零件，而螺钉具有螺旋形表面，然而在坚固木质零件的环境下，钉子和螺钉可以是等价的结构。申请人的明确意图是不为本文的任何权利要求的任何限制援引35U.S.C.§112第6段，除了权利要求明确使用词语“用于…的装置”和相关联的功能。

Claims (36)

1.一种钻井马达组件，包括：

被配置为能产生扭矩的动力部分；

耦接于所述动力部分的传动部分，包括：

外壳组件，其包括贯穿所述外壳组件形成的孔，所述外壳组件具有贯穿所述外壳组件限定的中心轴线，并且所述孔具有贯穿所述孔限定的中心轴线，

其中，所述孔的中心轴线相对于所述外壳组件的中心轴线径向地偏移；以及

耦接于所述传动部分的轴承部分，所述轴承部分被配置为耦接于钻头。

2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述传动部分包括被布置于所述外壳组件的孔内的传动轴。

3.如权利要求2所述的组件，其特征在于，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移提供了所述传动轴与所述外壳组件的内表面之间的间隙。

4.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移高达5mm。

5.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述外壳组件的截面包括可变壁厚。

6.一种钻井马达组件，包括：

被配置为能产生扭矩的动力部分；

耦接于所述动力部分的传动部分，包括：

外壳组件，其包括贯穿所述外壳组件形成的孔，所述外壳组件具有贯穿所述外壳组件限定的中心轴线，并且所述孔具有贯穿所述孔限定的中心轴线；以及

被布置于所述外壳组件的孔内的传动轴，

其中，所述孔的中心轴线相对于所述外壳组件的中心轴线径向地偏移，

其中，所述传动轴的直径与可调外壳组件的外径之比是1：2.313；以及

耦接于所述传动部分的轴承部分，所述轴承部分被配置为耦接于钻头。

7.如权利要求6所述的组件，其特征在于，所述传动轴的直径与贯穿所述可调外壳组件形成的孔的直径之比是1：1.314。

8.如权利要求6所述的组件，其特征在于，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移提供了所述传动轴与所述外壳组件的内表面之间的间隙。

9.如权利要求6所述的组件，其特征在于，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移高达5mm。

10.一种钻井马达组件，包括：

被配置为能产生扭矩的动力部分；

耦接于所述动力部分的传动部分，包括：

可调外壳组件，其包括耦接于第二接头的第一接头以及贯穿所述可调外壳组件形成的孔，所述第一接头具有贯穿所述第一接头限定的第一中心轴线，所述第二接头具有贯穿所述第二接头限定的第二中心轴线，

其中，贯穿所述可调外壳组件形成的孔包括第一孔及第二孔，其中，所述第一孔贯穿所述第一接头形成并且所述第二孔贯穿所述第二接头形成，所述第一孔具有贯穿所述第一孔限定的第一中心轴线并且所述第二孔具有贯穿所述第二孔限定的第二中心轴线，

其中，所述第一接头的第一中心轴线相对于所述第一孔的第一中心轴线径向地偏移，并且所述第二接头的第二中心轴线相对于所述第二孔的第二中心轴线径向地偏移；以及

耦接于所述传动部分的轴承部分，所述轴承部分被配置为耦接于钻头。

11.如权利要求10所述的组件，其特征在于，所述可调外壳组件被配置为：能可调地弯折，以便在所述第一接头的第一中心轴线与所述第二接头的第二中心轴线间形成偏移角。

12.如权利要求10所述的组件，其特征在于，所述可调外壳组件被配置为：能可调地弯折，以便在所述第一接头的第一中心轴线与所述第二接头的第二中心轴线间形成高达3度的偏移角。

13.如权利要求10所述的组件，其特征在于，所述传动部分包括被布置于所述可调外壳组件的孔内的传动轴。

14.如权利要求13所述的组件，其特征在于，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件的中心轴线间的径向偏移提供了所述传动轴与所述可调外壳组件的内表面之间的间隙。

15.如权利要求13所述的组件，其特征在于，当所述可调外壳组件被弯折以在所述第一接头的第一中心轴线与所述第二接头的第二中心轴线间形成偏移角时，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件的中心轴线间的径向偏移提供了所述传动轴与所述可调外壳组件的内表面之间的间隙。

16.如权利要求10所述的组件，其特征在于，所述第一接头的第一中心轴线与所述第一孔的第一中心轴线之间、以及所述第二接头的第二中心轴线与所述第二孔的第二中心轴线之间的每一个的径向偏移高达5mm。

17.如权利要求13所述的组件，其特征在于，所述传动轴的直径与所述可调外壳组件的外径之比是1：2.313。

18.如权利要求13所述的组件，其特征在于，所述传动轴的直径与贯穿所述可调外壳组件形成的孔的直径之比是1：1.314。

19.一种制造钻井马达组件的方法，所述方法包括：

贯穿可调外壳组件形成孔，所述可调外壳组件包括耦接于第二接头的第一接头及贯穿所述可调外壳组件形成的孔，所述第一接头具有贯穿所述第一接头限定的第一中心轴线并且所述第二接头具有贯穿所述第二接头限定的第二中心轴线，

其中，所述贯穿所述可调外壳组件形成的孔包括第一孔及第二孔，其中，所述第一孔贯穿所述第一接头形成并且所述第二孔贯穿所述第二接头形成，所述第一孔具有贯穿所述第一孔限定的第一中心轴线并且所述第二孔具有贯穿所述第二孔限定的第二中心轴线，

其中，所述第一接头的第一中心轴线相对于所述第一孔的第一中心轴线径向地偏移，并且，所述第二接头的第二中心轴线相对于所述第二孔的第二中心轴线径向地偏移。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括将被配置为能产生扭矩的动力部分耦接于具有所述可调外壳组件的传动部分。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括将被配置为耦接于钻头的轴承部分耦接于具有所述可调外壳组件的传动部分。

22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述可调外壳组件的截面包括可变壁厚。

23.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一接头的第一中心轴线与所述第一孔的第一中心轴线之间、以及所述第二接头的第二中心轴线与所述第二孔的第二中心轴线之间的每一个的径向偏移高达5mm。

24.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述传动部分包括被布置于所述可调外壳组件的孔内的传动轴。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述孔的中心轴线与所述可调外壳组件的中心轴线间的径向偏移提供了所述传动轴与所述可调外壳组件的内表面之间的间隙。

26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述传动轴的直径与所述可调外壳组件的外径之比是1：2.313。

27.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述传动轴的直径与贯穿所述可调外壳组件形成的孔的直径之比是1：1.314。

28.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述可调外壳组件被配置为：能可调地弯折，以便在所述第一接头的第一中心轴线与所述第二接头的第二中心轴线间形成高达3度的偏移角。

29.一种使用钻井马达组件的方法，所述方法包括：

在井下配置具有动力部分、传动部分和轴承部分的钻井马达组件；以及

通过所述传动部分将扭矩从所述动力部分传递至所述轴承部分，

其中，所述传动部分包括可调外壳组件，所述可调外壳组件具有贯穿所述可调外壳组件限定的中心轴线以及贯穿所述可调外壳组件形成的孔，所述孔具有贯穿所述孔限定的中心轴线，

其中，所述孔的中心轴线相对于所述可调外壳组件的中心轴线径向地偏移。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述传动部分包括被布置于所述可调外壳组件的孔内的传动轴。

31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移提供了所述传动轴与所述外壳组件的内表面之间的间隙。

32.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述孔的中心轴线与所述外壳组件的中心轴线间的径向偏移高达5mm。

33.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述传动轴的直径与所述可调外壳组件的外径之比是1：2.313。

34.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述传动轴的直径与所述贯穿所述可调节外壳组件形成的孔的直径之比是1：1.314。

35.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述可调外壳组件包括耦接于第二接头的第一接头及贯穿所述可调外壳组件形成的孔，所述第一接头具有贯穿所述第一接头限定的第一中心轴线并且所述第二接头具有贯穿所述第二接头限定的第二中心轴线。

36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述可调外壳组件被配置为：能可调地弯折，以便在所述第一接头的第一中心轴线与所述第二接头的第二中心轴线间形成高达3度的偏移角。