CN105299063A - 螺杆钻具耐力合金组合轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用寿命长的螺杆钻具耐力合金组合轴承，包括：外壳和设置在外壳内的传动轴，在所述外壳和传动轴之间通过下螺母设置有下TC轴承内圈和下TC轴承外圈，在所述下螺母上端外壳和传动轴之间设置在有下外PDC轴承和下内PDC轴承，在所述下内PDC轴承上端外壳和传动轴之间设置有固定套，在所述固定套与外壳之间设置有冷却水腔，在所述固定套上端外壳和传动轴之间通过锁紧螺母设置有上外PDC轴承、上内PDC轴承、上外TC轴承外圈和上内TC轴承内圈。

Description

螺杆钻具耐力合金组合轴承

技术领域

本发明涉及一种钻井设备，尤其涉及一种螺杆钻具耐力合金组合轴承。

背景技术

油田钻井主要是通过泥浆泵或压力车将比重泥浆或清水通过水龙带输送到井内螺杆钻具，从而驱动液马达转动达到钻井的目的。为了保证螺杆钻具正常钻井和延长钻具使用寿命，螺杆钻具的结构特点及产品质量尤为关键，由于螺杆钻具是由液能转变为机械能的过程，自身就是动力源：即以定子总成为主的向下连接万向节总成和传动轴总成，向上连接防掉总成和旁通阀总成，其中最关键的部件是传动轴总成，钻井时位于钻具的最下面不仅具有传动钻井的功能同时还具有承载的功能，为此对钻具传动轴总成部分的径向和轴向合金轴承都有较高的要求，因为它们承担钻具长时间稳定耐磨和高速的旋转。(一)轴承要耐温耐腐蚀，由于井底作业润滑条件差，腐蚀性强加之井底作业阻力大，遇到高温井时温度过高更容易损坏轴承；(二)轴承要耐压耐力，径向、轴向合金轴承应承受各自方向的压力，在允许最大压力下不损伤钻具，此外轴向轴承还要承受钻具自身及管柱的重力、井下阻力和液马达旋转时液体向下的冲力；(三)轴承要耐磨耐冲击：钻具除了常规井下钻井之外，如遇特殊情况钻岩层时还配套震击器进行冲击岩层，此时轴承的磨损量特别大，使用所产生瞬间的冲击力过大更容易损坏轴承。现有轴承不能很好地满足上述要求，只要轴承一旦损坏轻者影响钻具正常运行，缩短使用寿命，重者直接造成钻具掉井事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种使用寿命长的螺杆钻具耐力合金组合轴承。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：螺杆钻具耐力合金组合轴承，包括：外壳和设置在外壳内的传动轴，在所述外壳和传动轴之间通过下螺母设置有下TC轴承内圈和下TC轴承外圈，在所述下螺母上端外壳和传动轴之间设置在有下外PDC轴承和下内PDC轴承，在所述下内PDC轴承上端外壳和传动轴之间设置有固定套，在所述固定套与外壳之间设置有冷却水腔，在所述固定套上端外壳和传动轴之间通过锁紧螺母设置有上外PDC轴承、上内PDC轴承、上外TC轴承外圈和上内TC轴承内圈，在所述下外PDC轴承上设置有若干下外PDC轴承圆柱，在所述下内PDC轴承上设置有若干与下外PDC轴承圆柱相互配合的下内PDC轴承圆柱，所述下外PDC轴承圆柱的数量比下内PDC轴承圆柱的数量多一个，在所述上外PDC轴承上设置有若干上外PDC轴承圆柱，在所述上内PDC轴承上设置有若干与上外PDC轴承圆柱相互配合的上内PDC轴承圆柱，所述上外PDC轴承圆柱的数量比上内PDC轴承圆柱的数量多一个。

本发明的优点是：上述螺杆钻具耐力合金组合轴承，由TC轴承和PDC轴承组成，具有耐温耐腐蚀、耐压耐力、耐磨耐冲击，使用寿命长，不仅提高了钻井速度还减轻钻具自身重量，大大提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明螺杆钻具耐力合金组合轴承的剖视结构示意图。

图2为本发明螺杆钻具耐力合金组合轴承中下外PDC轴承与下内PDC轴承配合时的结构示意图。

图3为本发明螺杆钻具耐力合金组合轴承中下外PDC轴承的结构示意图。

图4为图3的侧视结构示意图。

图中：1、外壳，2、传动轴，3、下螺母，4、下TC轴承内圈，5、下TC轴承外圈，6、下外PDC轴承，7、下内PDC轴承，8、固定套，9、冷却水腔，10、锁紧螺母，11、上外PDC轴承，12、上内PDC轴承，13、上外TC轴承外圈，14、上内TC轴承内圈，15、下外PDC轴承圆柱，16、下内PDC轴承圆柱，17、上外PDC轴承圆柱，18、上内PDC轴承圆柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。

如图1、图2、图3、图4所示，螺杆钻具耐力合金组合轴承，包括：外壳1和设置在外壳1内的传动轴2，在所述外壳1和传动轴2之间通过下螺母3设置有下TC轴承内圈4和下TC轴承外圈5，在所述下螺母3上端外壳1和传动轴2之间设置在有下外PDC轴承6和下内PDC轴承7，在所述下内PDC轴承7上端外壳1和传动轴2之间设置有固定套8，在所述固定套8与外壳1之间设置有冷却水腔9，在所述固定套8上端外壳1和传动轴2之间通过锁紧螺母10设置有上外PDC轴承11、上内PDC轴承12、上外TC轴承外圈13和上内TC轴承内圈14，在所述下外PDC轴承6上设置有若干下外PDC轴承圆柱15，在所述下内PDC轴承7上设置有若干与下外PDC轴承圆柱15相互配合的下内PDC轴承圆柱16，所述下外PDC轴承圆柱15的数量比下内PDC轴承圆柱16的数量多一个，在所述上外PDC轴承11上设置有若干上外PDC轴承圆柱17，在所述上内PDC轴承12上设置有若干与上外PDC轴承圆柱17相互配合的上内PDC轴承圆柱18，所述上外PDC轴承圆柱17的数量比上内PDC轴承圆柱18的数量多一个。

上述螺杆钻具耐力合金组合轴承是螺杆钻具传动轴总成的主要部件，其主要功能在保证传动轴工作时高速旋转的稳定性和承压受力的均衡性。如图1所示，螺杆钻具工作时定子通过万向节带动传动轴2转动，外壳与1传动轴2之间径向则利用下TC轴承内圈4与下TC轴承外圈5以及上外TC轴承外圈13与上内TC轴承内圈14配合转动，井底钻井液进入冷却水腔9内进行冷却，传动轴2旋转轴向则利用下外PDC轴承6与下内PDC轴承7以及上外PDC轴承11与上内PDC轴承12进行承力耐磨旋转。下外PDC轴承6与下内PDC轴承7合在一起旋转，如图2、图3、图4所示，下外PDC轴承6上的下外PDC轴承圆柱15数量为24个，下内PDC轴承7上的下内PDC轴承圆柱16数量比下外PDC轴承圆柱15少一个为23个，上外PDC轴承11上的上外PDC轴承圆柱17数量为23个，上内PDC轴承12上的上内PDC轴承圆柱18数量比上外PDC轴承圆柱17少一个为22个，下外PDC轴承圆柱15和下内PDC轴承圆柱16、上外PDC轴承圆柱17和上内PDC轴承圆柱18的数量不等可以减小启动时圆柱面与圆柱面的阻力同时在旋转直径方向也进行了稍微偏差，既保证传动轴在最小阻力下快速启动又保证冷却液能进入正常的冷却。

上述螺杆钻具耐力合金组合轴承，硬质合金轴承(TC轴承)和复合耐磨合金轴承(PDC轴承)组成，具有耐温耐腐蚀、耐压耐力、耐磨耐冲击，使用寿命长，不仅提高了钻井速度还减轻钻具自身重量，大大提高了工作效率。

Claims (1)

1.螺杆钻具耐力合金组合轴承，包括：外壳(1)和设置在外壳(1)内的传动轴(2)，其特征在于：在所述外壳(1)和传动轴(2)之间通过下螺母(3)设置有下TC轴承内圈(4)和下TC轴承外圈(5)，在所述下螺母(3)上端外壳(1)和传动轴(2)之间设置在有下外PDC轴承(6)和下内PDC轴承(7)，在所述下内PDC轴承(7)上端外壳(1)和传动轴(2)之间设置有固定套(8)，在所述固定套(8)与外壳(1)之间设置有冷却水腔(9)，在所述固定套(8)上端外壳(1)和传动轴(2)之间通过锁紧螺母(10)设置有上外PDC轴承(11)、上内PDC轴承(12)、上外TC轴承外圈(13)和上内TC轴承内圈(14)，在所述下外PDC轴承(6)上设置有若干下外PDC轴承圆柱(15)，在所述下内PDC轴承(7)上设置有若干与下外PDC轴承圆柱(15)相互配合的下内PDC轴承圆柱(16)，所述下外PDC轴承圆柱(15)的数量比下内PDC轴承圆柱(16)的数量多一个，在所述上外PDC轴承(11)上设置有若干上外PDC轴承圆柱(17)，在所述上内PDC轴承(12)上设置有若干与上外PDC轴承圆柱(7)相互配合的上内PDC轴承圆柱(18)，所述上外PDC轴承圆柱(17)的数量比上内PDC轴承圆柱(18)的数量多一个。