CN106703683A - 一种具有应急止动机构的涡轮钻具马达 - Google Patents
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Abstract
一种具有应急止动机构的涡轮钻具马达，包括上接头、锁紧螺母、涡轮马达主轴、涡轮马达壳体、主轴调整垫圈、壳体调整垫圈、径向扶正轴承静圈、径向扶正轴承动圈、涡轮定子和涡轮转子；所述锁紧螺母、主轴调整垫圈、径向扶正轴承动圈和涡轮转子从上至下依次装配，成为随涡轮转子一起旋转的内部整体；所述上接头、涡轮马达壳体、壳体调整垫圈、径向扶正轴承静圈和涡轮定子连接在一起，成为一个静止或随钻铤低速旋转的外部整体；在内部整体与外部整体之间形成环形钻井液通道；在位于锁紧螺母与上接头之间的环形钻井液通道侧壁上设置卡槽结构，并在锁紧螺母外壁底部设置环状凸缘。本发明便于钻井复杂或钻井事故的处理，减少了钻井复杂或钻井事故造成的损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种涡轮钻具，尤其是一种具有应急止动机构的涡轮钻具马达，属于钻井设备技术领域。
背景技术
涡轮钻具是一种石油天然气与地质钻探常用的井下动力钻具，其工作原理是将钻井液的液体压力能量转变为机械能量，驱动钻头转动以破碎井底岩石。在钻井过程中，因许多不可预知的原因会发生钻井复杂或事故，特别是与涡轮马达主轴连接在一起的钻头被卡时，普通涡轮钻具壳体转动而钻头不能随之旋转，涡轮钻具壳体的空转会给处理卡钻复杂或事故带来困难，延误抢修良机，扩大直接或间接损失。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种具有应急止动机构的涡轮钻具马达，以解决涡轮钻井钻头被卡时，涡轮钻具壳体空转造成的卡钻复杂或事故难以处理的问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种具有应急止动机构的涡轮钻具马达，包括上接头、锁紧螺母、涡轮马达主轴、涡轮马达壳体、主轴调整垫圈、壳体调整垫圈、径向扶正轴承静圈、径向扶正轴承动圈、涡轮定子和涡轮转子；所述锁紧螺母、主轴调整垫圈、径向扶正轴承动圈和涡轮转子从上至下依次套装在涡轮马达主轴上，涡轮钻具工作时成为随涡轮转子一起旋转的内部整体；所述上接头、涡轮马达壳体、壳体调整垫圈、径向扶正轴承静圈和涡轮定子通过螺纹或接触端面压紧方式连接在一起，成为一个静止或随钻铤低速旋转的外部整体；在所述内部整体与外部整体之间形成上下贯通的环形钻井液通道；其特别之处在于：在位于锁紧螺母与上接头之间的环形钻井液通道侧壁上设置卡槽结构，并在锁紧螺母外壁底部设置环状凸缘。
上述具有应急止动机构的涡轮钻具马达，所述上接头内壁为圆柱面结构，所述锁紧螺母外壁为八棱柱结构，所述卡槽结构为一组布置在上接头内壁上的圆弧形凹槽。
上述具有应急止动机构的涡轮钻具马达，所述布置在上接头内壁上的圆弧形凹槽的圆弧半径R＝8～13mm。
上述具有应急止动机构的涡轮钻具马达，所述布置在上接头内壁上的圆弧形凹槽均匀分布，其数量优选为四个。
上述具有应急止动机构的涡轮钻具马达，所述锁紧螺母外壁为圆柱面结构，所述上接头内壁为六棱柱结构，所述卡槽结构为一组布置在锁紧螺母外壁上的圆弧形凹槽。
上述具有应急止动机构的涡轮钻具马达，所述布置在锁紧螺母外壁上的圆弧形凹槽的圆弧半径R＝8～13mm。
上述具有应急止动机构的涡轮钻具马达，所述布置在锁紧螺母外壁上的圆弧形凹槽均匀分布，其数量优选为六个。
本发明在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：
本发明在上接头与锁紧螺母之间的环形钻井液通道侧壁上设置卡槽结构，钻井过程中钻头被卡需要转动钻头时，可从井口向井内投入一定数量的、直径尺寸与卡槽结构匹配的钢球，钢球进入上接头与锁紧螺母之间环形钻井液通道的卡槽结构中，并通过锁紧螺母外壁底部设置的环状凸缘支撑钢球，以实现钢球的轴向定位，在转动钻头时，可通过钢球使涡轮钻具所有零部件连接成为一个整体，因此井底钻头可随涡轮钻具壳体及钻柱一起旋转，实现了针对涡轮钻具马达壳体空转的应急制动功能，从而便于钻井复杂或事故的处理，减少了因钻井复杂或事故造成的损失。
附图说明
图1是本发明所述具有应急止动机构的涡轮钻具马达剖面结构示意图；
图2是本发明第一实施例对应于图1中A-A处剖面结构示意图；
图3是本发明第一实施例中上接头对应于图1中A-A处剖面结构示意图；
图4是本发明第二实施例对应于图1中A-A处剖面结构示意图；
图5是本发明第二实施例中锁紧螺母对应于图1中A-A处的剖面结构示意图；
图6是本发明的应急止动机构工作状态示意图；
图7是本发明第一实施例对应于图6中B-B处的剖面结构示意图；
图8是本发明第二实施例对应于图6中B-B处的剖面结构示意图。
图中各标号表示为：1、上接头，1-1、布置在上接头内壁上的圆弧形凹槽，2、钻井液通道，3、锁紧螺母，3-1、环状凸缘，3-2、布置在锁紧螺母外壁上的圆弧形凹槽，4、涡轮马达主轴，5、涡轮马达壳体，6、主轴调整垫圈，7、壳体调整垫圈，8、径向扶正轴承静圈，9、径向扶正轴承动圈，10、涡轮定子，11、涡轮转子，12、钢球。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：
参看图1，本发明为一种具有应急止动机构的涡轮钻具马达，它包括上接头1、锁紧螺母3、涡轮马达主轴4、涡轮马达壳体5、主轴调整垫圈6、壳体调整垫圈7、径向扶正轴承静圈8、径向扶正轴承动圈9、涡轮定子10和涡轮转子11；所述锁紧螺母3、主轴调整垫圈6、径向扶正轴承动圈9和涡轮转子11从上至下依次套装在涡轮马达主轴4上，涡轮钻具工作时成为随涡轮转子10一起旋转的内部整体；所述上接头1、涡轮马达壳体5、壳体调整垫圈7、径向扶正轴承静圈8和涡轮定子10通过螺纹或接触端面压紧方式连接在一起，成为一个静止或随钻铤低速旋转的外部整体；在所述内部整体与外部整体之间形成上下贯通的环形钻井液通道2；其特别之处在于：在位于锁紧螺母3与上接头1之间的环形钻井液通道2侧壁上设置卡槽结构，并在锁紧螺母3外壁底部设置环状凸缘3-1。
参看图1、图2、图3、图6、图7，本发明中应急制动装置的第一实施例为：上接头1的内壁为圆柱面结构，锁紧螺母3的外壁为八棱柱结构，卡槽结构为四个均匀布置在上接头内壁上的圆弧形凹槽1-1；所述圆弧形凹槽1-1的圆弧半径R＝8～13mm。本实施例的工作原理是：在钻井过程中，当钻头被卡需要转动钻头时，可从井口向井内投入至少16颗直径为Φ15.875～Φ25.4mm的钢球12，钢球12进入上接头内壁上的圆弧形凹槽1-1中，并通过锁紧螺母3外壁底部设置的环状凸缘3-1支撑钢球，以实现钢球12的轴向定位，在转动钻头时，可通过钢球12使涡轮钻具所有零部件连接成为一个整体，因此井底钻头可随涡轮钻具壳体及钻柱一起旋转，实现了针对涡轮钻具马达壳体空转的应急制动功能。
参看图1、图4、图5、图6、图8，本发明中应急制动装置的第二实施例为：锁紧螺母3外壁为圆柱面结构，上接头1内壁为六棱柱结构，卡槽结构为六个均匀布置在锁紧螺母外壁上的圆弧形凹槽3-2；所述圆弧形凹槽3-2的圆弧半径R＝8～13mm。本实施例的工作原理是：在钻井过程中，当钻头被卡需要转动钻头时，可从井口向井内投入至少24颗直径为Φ15.875～Φ25.4mm的钢球12，钢球12进入锁紧螺母外壁上的圆弧形凹槽3-2中，并通过锁紧螺母3外壁底部设置的环状凸缘3-1支撑钢球，以实现钢球12的轴向定位，在转动钻头时，可通过钢球12使涡轮钻具所有零部件连接成为一个整体，因此井底钻头可随涡轮钻具壳体及钻柱一起旋转，实现了针对涡轮钻具马达壳体空转的应急制动功能。
Claims (7)
1.一种具有应急止动机构的涡轮钻具马达，包括上接头(1)、锁紧螺母(3)、涡轮马达主轴(4)、涡轮马达壳体(5)、主轴调整垫圈(6)、壳体调整垫圈(7)、径向扶正轴承静圈(8)、径向扶正轴承动圈(9)、涡轮定子(10)和涡轮转子(11)；所述锁紧螺母(3)、主轴调整垫圈(6)、径向扶正轴承动圈(9)和涡轮转子(11)从上至下依次套装在涡轮马达主轴(4)上，涡轮钻具工作时成为随涡轮转子(10)一起旋转的内部整体；所述上接头(1)、涡轮马达壳体(5)、壳体调整垫圈(7)、径向扶正轴承静圈(8)和涡轮定子(10)通过螺纹或接触端面压紧方式连接在一起，成为一个静止或随钻铤低速旋转的外部整体；在所述内部整体与外部整体之间形成上下贯通的环形钻井液通道(2)；其特征在于：在位于锁紧螺母(3)与上接头(1)之间的环形钻井液通道(2)侧壁上设置卡槽结构，并在锁紧螺母(3)外壁底部设置环状凸缘(3-1)。
2.根据权利要求1所述的具有应急止动机构的涡轮钻具马达，其特征在于：所述上接头(1)内壁为圆柱面结构，所述锁紧螺母(3)外壁为八棱柱结构，所述卡槽结构为一组布置在上接头内壁上的圆弧形凹槽(1-1)。
3.根据权利要求2所述的具有应急止动机构的涡轮钻具马达，其特征在于：所述布置在上接头内壁上的圆弧形凹槽(1-1)的圆弧半径R＝8～13mm。
4.根据权利要求3所述的具有应急止动机构的涡轮钻具马达，其特征在于：所述布置在上接头内壁上的圆弧形凹槽(1-1)均匀分布，其数量为四个。
5.根据权利要求1所述的具有应急止动机构的涡轮钻具马达，其特征在于：所述锁紧螺母(3)外壁为圆柱面结构，所述上接头(1)内壁为六棱柱结构，所述卡槽结构为一组布置在锁紧螺母外壁上的圆弧形凹槽(3-2)。
6.根据权利要求5所述的具有应急止动机构的涡轮钻具马达，其特征在于：所述布置在锁紧螺母外壁上的圆弧形凹槽(3-2)的圆弧半径R＝8～13mm。
7.根据权利要求6所述的具有应急止动机构的涡轮钻具马达，其特征在于：所述布置在锁紧螺母外壁上的圆弧形凹槽(3-2)均匀分布，其数量为六个。
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