CN105526043A - 一种容积式直线马达 - Google Patents

Abstract

本发明的容积式直线马达，直线马达由马达定子和马达转子组成，特征在于：所述马达定子的一端固定有下接头，所述下接头中设置有转子接头和上套，转子接头与马达转子相固定，上套固定于下接头中，上套上开设有对转子接头进行限位的长形开口；转子接头在马达转子的带动下在长形开口内做往复直线运动。本发明的容积式直线马达，马达接头的离心式圆周运动变为上下的往复运动，形成了具有“直线”输出形式的容积式马达，扩展了直线马达的应用范围，结构简单合理，制作成本低，有益效果显著，便于应用推广。

Description

一种容积式直线马达

技术领域

本发明涉及一种容积式直线马达，更具体的说，尤其涉及一种离心式圆周运动为往复直线运动的容积式直线马达。

背景技术

螺杆转具是一种依靠容积式液压马达进行钻井作业的工具，通过将液体压力驱使马达转子进行偏心转动，马达转子输出的动力依次经万向轴、传动轴传递给钻头，最终通过钻头实现钻井作业。如专利号为ZL200610021439.8、发明名称为“一种金属转子螺杆转具”的专利文件，就具体公开了一种转子采用金属材质的螺杆转具。

容积式马达由马达定子、马达转子组成，如图1所示，给出了现有容积式马达转子的运动轨迹图，由此可见，现有的容积式马达在运行的过程中，转子在自身旋转的同时，还绕马达定子的中心做离心式圆周运动。然而在很多应用场合，转子的这种离心式的圆周运动称为一种弊端，使其应用范围受到很大的局限性；如果能将转子的离心式圆周运动变换为直线往复运动，将会扩大容积式马达的应用范围。

采用液力加压器的钻具，则无需使用容积式液压马达，而是将压力钻井液直接通入至液力加压器中，由液力加压器将液体压力转化为头部的钻具，通过钻具的震动来实现钻井作业。如专利号为ZL201110182865.0、发明名称为“一种液力加压器”的专利文件，就具体公开了一种常用的液力加压器装置。钻井液的压力是决定钻井效率、质量的关键所在，在一定范围内增加钻井液的压力，有利于提高钻井效率。然而，通常情况下钻井的压力是相对恒定的，如果能在液力加压器的前端增设相应的机械结构，能在通入的钻井液的压力相对不变的情况下，通过“憋压”的形式增加通往液力加压器液体的压力，将会有效地提高钻井效率。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种容积式直线马达。

本发明的容积式直线马达，直线马达由马达定子和位于马达定子中的马达转子组成，其特别之处在于：所述马达定子的一端固定有下接头，所述下接头中设置有转子接头和上套，转子接头与马达转子相固定，上套固定于下接头中，上套上开设有对转子接头进行限位的长形开口；转子接头在马达转子的带动下在长形开口内做往复直线运动。

本发明的容积式直线马达，所述转子接头上固定有两个轴承，所述两个轴承分别位于上套的两侧，轴承的外径大于长形开口的宽度。

本发明的容积式直线马达，所述转子接头的末端设置有对两个轴承进行限位的螺母。

本发明的容积式直线马达，所述马达定子的另一端设置有上接头，上接头的内部为便于钻井液流经的进液通道；马达转子上固定有穿过进液通道的加长轴，加长轴的末端固定有防掉螺母。

本发明的容积式直线马达，所述马达定子的头数为2，马达转子的头数为1；马达定子的导程为马达转子导程的2倍。

本发明的容积式直线马达，包括与直线马达相配合的液力加压器，所述液力加压器由缸体、多个活塞和芯轴组成，多个活塞位于缸体中，缸体的中央为便于钻井液流过的通腔，芯轴固定于缸体的末端，用于安装钻具；缸体固定于下接头上，以实现液力加压器与直线马达的固定连接；下接头中设置有下套，下套的外壁与下接头的内壁通过键连接，下套上开设有用于连通液力加压器的通腔与直线马达的输出腔的进液口。

本发明的有益效果是：本发明的容积式直线马达，通过在马达定子的一端设置下接头，下接头中设置于上套和与马达转子相固定的转子接头，使得马达接头的离心式圆周运动变为上下的往复运动，形成了具有“直线”输出形式的容积式马达，扩展了直线马达的应用范围，结构简单合理，制作成本低，有益效果显著，便于应用推广。

进一步地，通过设置与直线马达固定连接的液力加压器，并在下接头中设置开设有进液口的下套，使得液力加压器与直线马达只能通过进液口相连通；在转子接头随马达转子转动的过程中，可使进液口在完全密封与完全打开状态之间进行转化，相对于对管路中的钻井液进行了间歇性“憋压”，提高了通入液力加压器中的液体压力，提高了钻井效率。

附图说明

图1为现有容积式马达中马达转子的运动轨迹示意图；

图2为本发明的容积式直线马达的结构示意图；

图3为图2中A-A截面的剖视图；

图4为图2中C区域的局部放大图；

图5为本发明的容积式直线马达与液力加压器相配合的结构示意图；

图6为图5中B-B截面的剖视图。

图中：1直线马达，2马达定子，3马达转子，4下接头，5转子接头，6上套，7轴承，8螺母，9长形开口，10上接头，11进液通道，12加长轴，13防掉螺母，14液力加压器，15缸体，16活塞，17芯轴，18通腔，19下套，20进液口，21长形腔。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图2所示，给出了本发明的容积式直线马达的结构示意图，图3给出了图2中A-A截面的剖视图，图4给出了图2中C区域的局部放大图，所示的容积式直线马达1由马达定子2、马达转子3、下接头4、转子接头5、上套6组成，马达转子3设置于马达定子2的内部空腔中，钻井液由前端进入直线马达1后，可驱使马达转子3进行旋转运动。所示的下接头4通过螺纹连接的方式固定于马达定子2的后端，转子接头5和上套6位于下接头4的内部空腔中。

上套6的外壁与下接头4的内壁为过盈配合，上套6上开设有长形开口9，转子接头5贯穿于长形开口9。长形开口9的宽度略大于转子接头5的直径，转子接头5的离心式圆周运动就变为直线式的往复运动，使得转子接头5的输出为“直线”型，扩展了其应用范围。

所示的转子接头5上设置有两个螺母8，两个螺母8分别位于长形开口9的两侧，螺母8的外径大于长形开口9的宽度，通过两侧的轴承7与位于中间的长形开口9的配合，实现了对转子接头5的左右限位作用，可有效防止转子接头5的轴向窜动。所示的转子接头5的末端还固定有螺母8，螺母8用于实现对两轴承7的固定作用。

所述马达定子2的前端固定有上接头10，上接头10的内部开设有进液通道11，以便钻井液从进液通道11中流过。马达转子3的前端固定有加长轴12，加长轴12穿过进液通道11延伸至上接头10内部空腔的前端,，加长轴12的末端固定有防掉螺母13。在马达转子3转动的过程中，加长轴12与转子接头5始终处于同一直线上，以保证转子接头5具有稳定的输出。为了保证马达转子3具有较高的往复运动频率，马达定子2的头数为2，马达转子3的头数为1，马达定子2的导程是马达转子3导程的2倍。

如图5所示，给出了本发明的容积式直线马达与液力加压器相配合的结构示意图，图6给出了图5中B-B的截面结构示意图，所示的液力加压器14与直线马达1固定连接，液力加压器14由缸体15、活塞16和芯轴17组成，活塞16的数量为多个，活塞15位于加压器14之中。芯轴17固定于缸体15的末端，用于设置钻具之用；缸体15的内部为通腔18，钻井液经通腔18流经后进入钻具，以驱动钻具进行钻井作业。

所示的缸体15与下接头4相连接，这样就实现了直线马达1与液力加压器14的固定连接。所示的下接头4之中还设置有下套19，下套19与上套6相对设置，上套6与下套19之间形成了长形腔21。下套19的外壁与下接头4通过键连接，下套19上开设有进液口20；直线马达1输出的钻井液由长形开口9进入长形腔21后，再由长形腔21通过进液口20进入液力加压器14内部的通腔18之中。

在转子接头5随马达转子3转动的过程中，可使进液口20在完全密封与完全打开状态之间进行转化，相对于对管路中的钻井液进行了间歇性“憋压”，提高了通入液力加压器中的液体压力，提高了钻井效率。

Claims (6)

1.一种容积式直线马达，直线马达（1）由马达定子（2）和位于马达定子中的马达转子（3）组成，其特征在于：所述马达定子（2）的一端固定有下接头（4），所述下接头中设置有转子接头（5）和上套（6），转子接头与马达转子相固定，上套固定于下接头（4）中，上套上开设有对转子接头（5）进行限位的长形开口（9）；转子接头在马达转子的带动下在长形开口内做往复直线运动。

2.根据权利要求1所述的容积式直线马达，其特征在于：所述转子接头（5）上固定有两个轴承（7），所述两个轴承分别位于上套（6）的两侧，轴承的外径大于长形开口（9）的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的容积式直线马达，其特征在于：所述转子接头（5）的末端设置有对两个轴承（7）进行限位的螺母（8）。

4.根据权利要求1或2所述的容积式直线马达，其特征在于：所述马达定子（2）的另一端设置有上接头（10），上接头（10）的内部为便于钻井液流经的进液通道（11）；马达转子上固定有穿过进液通道的加长轴（12），加长轴的末端固定有防掉螺母（13）。

5.根据权利要求1或2所述的容积式直线马达，其特征在于：所述马达定子（2）的头数为2，马达转子（3）的头数为1；马达定子的导程为马达转子导程的2倍。

6.根据权利要求1或2所述的容积式直线马达，其特征在于：包括与直线马达（1）相配合的液力加压器（14），所述液力加压器由缸体（15）、多个活塞（16）和芯轴（17）组成，多个活塞位于缸体中，缸体的中央为便于钻井液流过的通腔（18），芯轴固定于缸体的末端，用于安装钻具；缸体固定于下接头（4）上，以实现液力加压器（14）与直线马达（1）的固定连接；下接头中设置有下套（19），下套的外壁与下接头的内壁通过键连接，下套（19）上开设有用于连通液力加压器（14）的通腔（18）与直线马达的输出腔的进液口（20）。