CN108131097A - 一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴，包括马达和转子，转子的一端位于马达内，且转子的另一端固定安装在外壳内的偏心轴上，偏心轴分为偏心轴体和偏心轴座，偏心轴体和偏心轴座为偏心轴式连接，且偏心轴体外端的壳体上固定连接有多个轴套座。本发明工作时将马达的转子外端部安装到偏心轴座的转子安装腔内，分别通过定位端盖和第二孔用卡圈进行限位，工作时，转子会同时发生公转和自转，其中转子自转与第二自润滑轴套接触，保证转动时的流畅度和稳定性，转子公转带动偏心轴座在外轴套内做圆周运动，从而通过偏心轴结构使偏心轴体做定轴转动。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，具体为一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴。
背景技术
螺杆钻具，是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。
螺杆钻具主要由旁通阀、液压马达、万向轴和传动轴等四大总成组成。其中万向轴的作用是将马达的行星运动转变为传动轴的定轴转动，将马达产生的扭矩及转速传递给传动轴至钻头，是连接转子和传动轴之间的桥梁。
目前万向轴应用最普遍的是花瓣式和挠性连接轴，但是工作过程中会受到很复杂的交变应力的作用，且钻进生产中恶劣的工作状况和扭矩传递方式无法改变，导致目前螺杆钻具中的万向轴使用寿命不长，经常更换，不但维护成本很高，而且严重影响生产，经济损失很大。
申请号为200720024079.7的中国实用新型专利公开了一种石油钻井螺杆钻具的传动机构，其技术方案是：主要由内齿轮、外齿轮、钢球、上传动轴和下偏心轴组成，所述的内齿轮作为外壳，一端和螺杆钻的定子壳体相连，一端和主轴的外壳相连，内腔设有上传动轴和下偏心轴；外齿轮为行星轮，分别套接在上下两个传动轴上，同时和内齿轮相啮合，上传动轴和下偏心轴之间设有一个钢球。
该实用新型中螺杆钻具需要依靠钻井液作为驱动力，钻具内部需要流通固定压力和流量的钻井液才能够保证钻具的正常工作，但是该技术中由于结构设计上的影响，其提供的供钻井液流通的流通孔口径很小，无法保证螺杆钻具的正常工作；其次上传动轴和下偏心轴之间通过一个钢球连接，从而用来传递轴向力，这种结构设计是无法让上传动轴、下偏心轴、钢球三者实现连接安装，更无法实现其设计目的，为此我们提出一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴，包括马达和转子，所述转子的一端位于马达内，且转子的另一端固定安装在外壳内的偏心轴上，所述偏心轴分为偏心轴体和偏心轴座，所述偏心轴体和偏心轴座为偏心轴式连接，且所述偏心轴体外端的壳体上固定连接有多个轴套座，所述轴套座内固定设有第一自润滑轴套，所述第一自润滑轴套的内端滑动接触偏心轴体的外端，所述偏心轴座内设有转子安装腔，所述转子安装腔的内壁上固定设有第二自润滑轴套，所述第二自润滑轴套的内圈滑动接触转子的外端，所述偏心轴座滑动接触在外轴套的内圈上，所述外轴套固定安装在外壳的内端。
优选的，所述轴套座的数量为两个，分别位于外壳内，远离转子一端的轴套座外侧固定连接有第一孔用卡圈，所述第一孔用卡圈固定安装在外壳内壁上的第一卡圈槽内。
优选的，两个所述轴套座之间的外壳内壁上固定设有隔套，靠近所述转子一端的轴套座和外轴套之间的外壳内壁上同样固定设有隔套。
优选的，所述轴套座包括内套圈、连轴和外套圈，所述内套圈位于外套圈的内部，且内套圈外壁通过多个连轴固定连接外套圈的内壁，所述内套圈和外套圈之间构成多个钻井液流通通道。
优选的，所述所述内套圈的一端凸出设有承台，所述承台固定接触第一自润滑轴套的一端，所述第一自润滑轴套的另一端固定安装有第三孔用卡圈，所述第三孔用卡圈固定安装在内套圈内壁上的第三卡圈槽内。
优选的，所述转子的外侧端面上通过沉头螺钉固定设有定位端盖，所述定位端盖活动接触在第二自润滑轴套的一端，所述第二自润滑轴套的另一端固定连接有第二孔用卡圈，所述第二孔用卡圈固定安装在转子安装腔上的第二卡圈槽内。
优选的，所述外轴套为中空圆柱型结构，其固定安装在偏心轴座外侧的外壳内壁上，所述外轴套的内径等于偏心轴座公转时其外壁转动直径。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中替代万向轴的结构简单，安装方便，成本低，不用经常更换，提高工作效率；
2、一体式的偏心轴座就能将转子的行星运动变为定轴转动，工作稳定，不影响钻井液的流量；
3、偏心轴的支撑结构采用自润滑轴套，不仅节约安装空间，而且自润滑轴套可以工作在恶劣的环境下，不需要手动加油，耐磨，工作稳定且噪音小；
4、轴套座的内套圈和外套圈之间通过连轴固定连接，之间形成通孔，不仅连接稳定，而且不影响钻井液的流动；
5、如果使用时间过久需要更换里面的部件时，将马达拧下，取下转子上的孔用卡圈，然后转子就能与本发发明结构分离，自润滑轴承采用孔用卡圈限位，不仅满足限位的要求而且安装拆卸比较方便。
附图说明
图1为本发明结构剖视图；
图2为本发明中偏心轴安装结构示意图；
图3为本发明中偏心轴安装结构剖视图；
图4为本发明中偏心轴立体结构示意图；
图5为本发明中偏心轴结构俯视图；
图6为本发明图5中A-A处剖视图；
图7为本发明中轴套座立体结构示意图；
图8为本发明中轴套座结构剖视图；
图9为本发明中轴套座结构俯视图。
图中：1壳体、101第一卡圈槽、2马达、3转子、4偏心轴、41偏心轴体、42偏心轴座、4201转子安装腔、4202第二卡圈槽、5隔套、6轴套座、61内套圈、6101第三卡圈槽、6102第三孔用卡圈、6103承台、62连轴、63外套圈、7第一孔用卡圈、8第一自润滑轴套、9定位端盖、10沉头螺钉、11第二自润滑轴套、12第二孔用卡圈、13外轴套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴，包括马达2和转子3，转子3的一端位于马达2内，且转子3的另一端固定安装在外壳1内的偏心轴4上，偏心轴4分为偏心轴体41和偏心轴座42，偏心轴体41和偏心轴座42为偏心轴式连接，且偏心轴体41外端的壳体1上固定连接有多个轴套座6，轴套座6内固定设有第一自润滑轴套8，第一自润滑轴套8的内端滑动接触偏心轴体42的外端，偏心轴座42内设有转子安装腔4201，转子安装腔4201的内壁上固定设有第二自润滑轴套11，第二自润滑轴套11的内圈滑动接触转子3的外端，偏心轴座42滑动接触在外轴套13的内圈上，外轴套13固定安装在外壳1的内端，将转子3的外端部安装到偏心轴座42的转子安装腔4201内，分别通过定位端盖9和第二孔用卡圈12进行限位，工作时，转子3会同时发生公转和自转，其中转子3自转与第二自润滑轴套11接触，保证转动时的流畅度和稳定性，转子3公转带动偏心轴座42在外轴套13内做圆周运动，从而通过偏心轴4结构使偏心轴体41做定轴转动。
如图1-3所示，轴套座6的数量为两个，分别位于外壳1内，远离转子3一端的轴套座6外侧固定连接有第一孔用卡圈7，第一孔用卡圈7固定安装在外壳1内壁上的第一卡圈槽101内，两个轴套座6之间的外壳1内壁上固定设有隔套5，靠近转子3一端的轴套座6和外轴套13之间的外壳1内壁上同样固定设有隔套5。
如图1-3以及图7-9所示，轴套座6包括内套圈61、连轴62和外套圈63，内套圈61位于外套圈63的内部，且内套圈61外壁通过多个连轴62固定连接外套圈63的内壁，内套圈61和外套圈63之间构成多个钻井液流通通道。
内套圈61的一端凸出设有承台6103，承台6103固定接触第一自润滑轴套8的一端，第一自润滑轴套8的另一端固定安装有第三孔用卡圈6102，第三孔用卡圈6102固定安装在内套圈61内壁上的第三卡圈槽6101内，通过两个轴套座6对整个偏心轴4进行支撑和限位，外壳1内的钻井液可通过内套圈61和外套圈63之间的通孔保持流通，通过内套圈61对第一自润滑轴套8进行支撑并限位，从而节约安装空间，并且通过第一自润滑轴套8可以在工作环境较为恶劣的情况下，保证偏心轴4转动时的稳定性。
如图1所示，转子3的外侧端面上通过沉头螺钉10固定设有定位端盖9，定位端盖9活动接触在第二自润滑轴套11的一端，第二自润滑轴套11的另一端固定连接有第二孔用卡圈12，第二孔用卡圈12固定安装在转子安装腔4201上的第二卡圈槽4202内。
如图1和图2所示，外轴套13为中空圆柱型结构，其固定安装在偏心轴座42外侧的外壳1内壁上，外轴套13的内径等于偏心轴座42公转时其外壁转动直径。
工作原理：本发明工作时将马达2的转子3外端部安装到偏心轴座42的转子安装腔4201内，分别通过定位端盖9和第二孔用卡圈12进行限位，工作时，转子3会同时发生公转和自转，其中转子3自转与第二自润滑轴套11接触，保证转动时的流畅度和稳定性，转子3公转带动偏心轴座42在外轴套13内做圆周运动，从而通过偏心轴4结构使偏心轴体41做定轴转动，通过两个轴套座6对整个偏心轴4进行支撑和限位，外壳1内的钻井液可通过内套圈61和外套圈63之间的通孔保持流通，通过内套圈61对第一自润滑轴套8进行支撑并限位，从而节约安装空间，并且通过第一自润滑轴套8可以在工作环境较为恶劣的情况下，保证偏心轴4转动时的稳定性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴，包括马达(2)和转子(3)，所述转子(3)的一端位于马达(2)内，且转子(3)的另一端固定安装在外壳(1)内的偏心轴(4)上，其特征在于：所述偏心轴(4)分为偏心轴体(41)和偏心轴座(42)，所述偏心轴体(41)和偏心轴座(42)为偏心轴式连接，且所述偏心轴体(41)外端的壳体(1)上固定连接有多个轴套座(6)，所述轴套座(6)内固定设有第一自润滑轴套(8)，所述第一自润滑轴套(8)的内端滑动接触偏心轴体(42)的外端，所述偏心轴座(42)内设有转子安装腔(4201)，所述转子安装腔(4201)的内壁上固定设有第二自润滑轴套(11)，所述第二自润滑轴套(11)的内圈滑动接触转子(3)的外端，所述偏心轴座(42)滑动接触在外轴套(13)的内圈上，所述外轴套(13)固定安装在外壳(1)的内端。
2.根据权利要求1所述的一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴，其特征在于：所述轴套座(6)的数量为两个，分别位于外壳(1)内，远离转子(3)一端的轴套座(6)外侧固定连接有第一孔用卡圈(7)，所述第一孔用卡圈(7)固定安装在外壳(1)内壁上的第一卡圈槽(101)内。
3.根据权利要求1所述的一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴，其特征在于：两个所述轴套座(6)之间的外壳(1)内壁上固定设有隔套(5)，靠近所述转子(3)一端的轴套座(6)和外轴套(13)之间的外壳(1)内壁上同样固定设有隔套(5)。
4.根据权利要求1所述的一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴，其特征在于：所述轴套座(6)包括内套圈(61)、连轴(62)和外套圈(63)，所述内套圈(61)位于外套圈(63)的内部，且内套圈(61)外壁通过多个连轴(62)固定连接外套圈(63)的内壁，所述内套圈(61)和外套圈(63)之间构成多个钻井液流通通道。
5.根据权利要求4所述的一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴，其特征在于：所述所述内套圈(61)的一端凸出设有承台(6103)，所述承台(6103)固定接触第一自润滑轴套(8)的一端，所述第一自润滑轴套(8)的另一端固定安装有第三孔用卡圈(6102)，所述第三孔用卡圈(6102)固定安装在内套圈(61)内壁上的第三卡圈槽(6101)内。
6.根据权利要求1所述的一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴，其特征在于：所述转子(3)的外侧端面上通过沉头螺钉(10)固定设有定位端盖(9)，所述定位端盖(9)活动接触在第二自润滑轴套(11)的一端，所述第二自润滑轴套(11)的另一端固定连接有第二孔用卡圈(12)，所述第二孔用卡圈(12)固定安装在转子安装腔(4201)上的第二卡圈槽(4202)内。
7.根据权利要求1所述的一种新结构的石油及天然气开采用螺杆钻具换向轴，其特征在于：所述外轴套(13)为中空圆柱型结构，其固定安装在偏心轴座(42)外侧的外壳(1)内壁上，所述外轴套(13)的内径等于偏心轴座(42)公转时其外壁转动直径。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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