CN113863850B - 一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达，包括：主体外壳；旁通阀，内置于所述主体外壳内部，所述旁通阀与液压源连通；液压马达总成，内置于所述主体外壳内部，所述旁通阀与液压马达总成的液体通路连通；转换传动接头，与所述液压马达总成的下端连接。在转子的下端设置一可更换可联接的转换传动接头，用于转换单弯或者双弯的铰接方式，能够适应较为复杂的水平钻井的作业需求。

Description

一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达

技术领域

本发明涉及钻井设备技术领域，特别是涉及一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达。

背景技术

超短半径水平井是指曲率半径远比常规的短曲率半径水平井更短的、曲率半径小于5m的一种水平井，也称之为超短半径径向水平井。

钻具马达又称为螺杆马达，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。现有的马达只能单一的选择单弯或者双弯，功能单一，适用性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达，包括：

主体外壳；

旁通阀，内置于所述主体外壳内部，所述旁通阀与液压源连通；

液压马达总成，内置于所述主体外壳内部，所述旁通阀与液压马达总成的液体通路连通；

转换传动接头，与所述液压马达总成的下端连接。

作为本发明的一种改进，所述液压马达总成包括：

定子壳体，与所述主体外壳密封串联；

内橡胶衬套，其外壁与所述定子壳体的内壁固定贴合；

转子，内置于所述内橡胶衬套围成的环形空间内，所述转子的下端与所述转换传动接头固定连接。

作为本发明的一种改进，所述主体外壳内部还设置有防掉件，所述防掉件与所述转子的上端固定连接。

作为本发明的一种改进，所述转换传动接头包括：

第一传动座体，顶端与所述液压马达总成同轴传动连接，所述第一传动座体内部设有下端呈开口状的传动空腔，所述传动空腔内通过单向止动组件连接有联动轴；

单向止动组件，包括中间传递套，所述中间传递套套设于所述联动轴的外周，

所述联动轴外周面上与中间传递套接触的部位设有若干个角形槽，在每一个角形槽内设置有单向联动柱，所述单向联动柱与联动轴之间连接有回位弹簧，

所述中间传递套的外周与所述第一传动座体的内壁过盈配合；

联动轴，与所述第一传动座体同轴设置，且内置于所述传动空腔内，传动空腔内设有一滚子轴承，所述滚子轴承的外圈与所述传动空腔的内壁过盈配合，内圈与所述联动轴的外周过盈配合；

端盖，所述第一传动座体的下端面设置有端盖，所述端盖的上端面与所述滚子轴承的下端面抵接，所述联动轴上还螺纹连接有螺母，所述螺母位于所述滚子轴承上方；

止推轴承，所述端盖下方设有止推轴承，所述止推轴承套接于所述联动轴的外周；

第二传动座体，顶端与所述联动轴的尾端通过螺钉固定连接，下端设置有第一双向铰接耳，所述第一双向铰接耳通过第一销轴与铰接方块铰接；

第三传动座体，顶端设置有第二双向铰接耳，所述第二双向铰接耳通过第二销轴与铰接方块铰接；

所述第一销轴、第二销轴呈十字交叉分布，且所述铰接方块置于第一双向铰接耳、第二双向铰接耳围成的方形空间内。

作为本发明的一种改进，所述角形槽、单向联动柱设置有六组，且均布在所述联动轴上。

作为本发明的一种改进，所述端盖的上端面设置有顶推内缘和防护外缘；

所述顶推内缘与所述第一传动座体的尾端内壁贴合；

所述防护外缘将所述止推轴承包纳其中。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明液压马达总成的截面剖视图；

图3为本发明转换传动接头的正视剖面图；

图4为本发明单向止动组件的俯视剖面图。

图中各构件为：

1、主体外壳，

2、旁通阀，

3、液压马达总成，31、定子壳体，32、内橡胶衬套，33、转子，

4、转换传动接头，

41、第一传动座体，411、传动空腔，

42、单向止动组件，421、中间传递套，

43、联动轴，431、角形槽，432、单向联动柱，433、回位弹簧，

44、滚子轴承，

45、端盖，451、顶推内缘，452、防护外缘，

46、螺母，

47、止推轴承，

48、第二传动座体，481、第一双向铰接耳，482、第一销轴，

49、铰接方块，

410、第三传动座体，4101、第二双向铰接耳，4102、第二销轴，

5、防掉件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达，包括：

主体外壳1；

旁通阀2，内置于所述主体外壳1内部，所述旁通阀2与液压源连通；

液压马达总成3，内置于所述主体外壳1内部，所述旁通阀2与液压马达总成3的液体通路连通；

转换传动接头4，与所述液压马达总成3的下端连接。

作为本发明的一个实施例，所述液压马达总成3包括：

定子壳体31，与所述主体外壳1密封串联；

内橡胶衬套32，其外壁与所述定子壳体31的内壁固定贴合；

转子33，内置于所述内橡胶衬套32围成的环形空间内，所述转子33的下端与所述转换传动接头4固定连接。

作为本发明的一个实施例，所述主体外壳1内部还设置有防掉件5，所述防掉件5与所述转子33的上端固定连接。

上述技术方案的工作原理及有益效果：在转子的下端设置一可更换可联接的转换传动接头，用于转换单弯或者双弯的铰接方式，能够适应较为复杂的水平钻井的作业需求。

作为本发明的一个实施例，所述转换传动接头4包括：

第一传动座体41，顶端与所述液压马达总成3同轴传动连接，所述第一传动座体41内部设有下端呈开口状的传动空腔411，所述传动空腔411内通过单向止动组件42连接有联动轴43；

单向止动组件42，包括中间传递套421，所述中间传递套421套设于所述联动轴43的外周，

所述联动轴43外周面上与中间传递套接触的部位设有若干个角形槽431，在每一个角形槽内431设置有单向联动柱432，所述单向联动柱432与联动轴43之间连接有回位弹簧433，

所述中间传递套421的外周与所述第一传动座体41的内壁过盈配合；

联动轴43，与所述第一传动座体41同轴设置，且内置于所述传动空腔411内，传动空腔411内设有一滚子轴承44，所述滚子轴承44的外圈与所述传动空腔411的内壁过盈配合，内圈与所述联动轴43的外周过盈配合；

端盖45，所述第一传动座体41的下端面设置有端盖45，所述端盖45的上端面与所述滚子轴承44的下端面抵接，所述联动轴43上还螺纹连接有螺母46，所述螺母46位于所述滚子轴承44上方；

止推轴承47，所述端盖45下方设有止推轴承47，所述止推轴承47套接于所述联动轴43的外周；

第二传动座体48，顶端与所述联动轴43的尾端通过螺钉固定连接，下端设置有第一双向铰接耳481，所述第一双向铰接耳481通过第一销轴482与铰接方块49铰接；

第三传动座体410，顶端设置有第二双向铰接耳4101，所述第二双向铰接耳4101通过第二销轴4102与铰接方块49铰接；

所述第一销轴482、第二销轴4102呈十字交叉分布，且所述铰接方块49置于第一双向铰接耳481、第二双向铰接耳4101围成的方形空间内。

所述角形槽431、单向联动柱432设置有六组，且均布在所述联动轴43上。

所述端盖45的上端面设置有顶推内缘451和防护外缘452；

所述顶推内缘451与所述第一传动座体41的尾端内壁贴合；

所述防护外缘452将所述止推轴承47包纳其中。

上述技术方案的工作原理及有益效果：

钻具马达在超短半径水平井的钻挖作业中有单弯钻具、双弯钻具等区分。现有技术中一般在施工现场需各准备一套使用，也就是说根据现场矿质情况来决定使用单弯钻具还是双弯钻具，亦或是先使用其中一种，随后根据需要再使用另外一种甚至是两种交替使用。这种作业方式不仅成本高，而且换用时所用时间较长，浪费时间，因此本发明提供了一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达，作为一种单双弯可以转换的钻具马达，其主要构建就在于转换传动接头。

本实施例提供的转换传动接头4主体结构上包括有第一传动座体41、第二传动座体48、第三传动座体410。

第二传动座体48和第三传动座体410借助铰接方块49在相互垂直的两个轴线上旋转，具体是第二传动座体48绕第一销轴482旋转，第三传动座体410绕第二销轴4102旋转。而第一传动座体41和第二传动座体48之间则借助其它组件单向旋转，该单向旋转轴线和第二传动座体48和第三传动座体410旋转的两个轴线钧垂直。

第一传动座体41是中空结构，其顶端用于和转子33固定连接，其尾端通过端盖45盖合。第一传动座体41内腔中的联动轴43尾端和第二传动座体48固定连接。联动轴43上套设的滚子轴承44通过螺母46、端盖45和联动轴43连接，一来便于联动轴43旋转，另一方面防止联动轴43在轴线方向上发生位移而跳动，此外止推轴承47可进一步防止联动轴43跳动。

联动轴43的顶端设置的单向止动组件42，其作用是使第一传动座体41和第二传动座体48之间只允许单向转动。在图4中，当联动轴43顺时针旋转时，单向联动柱432被带向角形槽431较窄的一边，此时中间传递套421被单向联动柱432卡住也就随之顺时针转动；当联动轴43逆时针旋转时，单向联动柱432被带向角形槽431较宽的一边，此时中间传递套421和联动轴43处于分离状态。

作为用于钻探水平井的钻具，势必会存在反喷的现象。作为单弯时，发生反喷时不会存在相反的扭矩力，转换传动接头上的第二传动座体48和第三传动座体410不会因扭矩过大而折断。但作为双弯时，会存在相反的扭矩力，此时第一传动座体41和第二传动座体48之间的单向止动组件就会起作用，反喷过程中第二传动座体48只会空转，不会和第一传动座体41发生传动关系。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内中。

Claims (5)

1.一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达，其特征在于，包括：

主体外壳（1）；

旁通阀（2），内置于所述主体外壳（1）内部，所述旁通阀（2）与液压源连通；

液压马达总成（3），内置于所述主体外壳（1）内部，所述旁通阀（2）与液压马达总成（3）的液体通路连通；

转换传动接头（4），与所述液压马达总成（3）的下端连接；

所述转换传动接头包括：

第一传动座体（41），顶端与所述液压马达总成（3）同轴传动连接，所述第一传动座体（41）内部设有下端呈开口状的传动空腔（411），所述传动空腔（411）内通过单向止动组件（42）连接有联动轴（43）；

单向止动组件（42），包括中间传递套（421），所述中间传递套（421）套设于所述联动轴（43）的外周，

所述联动轴（43）外周面上与中间传递套接触的部位设有若干个角形槽（431），在每一个角形槽（431）内设置有单向联动柱（432），所述单向联动柱（432）与联动轴（43）之间连接有回位弹簧（433），

所述中间传递套（421）的外周与所述第一传动座体（41）的内壁过盈配合；

联动轴（43），与所述第一传动座体（41）同轴设置，且内置于所述传动空腔（411）内，传动空腔（411）内设有一滚子轴承（44），所述滚子轴承（44）的外圈与所述传动空腔（411）的内壁过盈配合，内圈与所述联动轴（43）的外周过盈配合；

端盖（45），所述第一传动座体（41）的下端面设置有端盖（45），所述端盖（45）的上端面与所述滚子轴承（44）的下端面抵接，所述联动轴（43）上还螺纹连接有螺母（46），所述螺母（46）位于所述滚子轴承（44）上方；

止推轴承（47），所述端盖（45）下方设有止推轴承（47），所述止推轴承（47）套接于所述联动轴（43）的外周；

第二传动座体（48），顶端与所述联动轴（43）的尾端通过螺钉固定连接，下端设置有第一双向铰接耳（481），所述第一双向铰接耳（481）通过第一销轴（482）与铰接方块（49）铰接；

第三传动座体（410），顶端设置有第二双向铰接耳（4101），所述第二双向铰接耳（4101）通过第二销轴（4102）与铰接方块（49）铰接；

所述第一销轴（482）、第二销轴（4102）呈十字交叉分布，且所述铰接方块（49）置于第一双向铰接耳（481）、第二双向铰接耳（4101）围成的方形空间内。

2.根据权利要求1所述的一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达，其特征在于，所述液压马达总成（3）包括：

定子壳体（31），与所述主体外壳（1）密封串联；

内橡胶衬套（32），其外壁与所述定子壳体（31）的内壁固定贴合；

转子（33），内置于所述内橡胶衬套（32）围成的环形空间内，所述转子（33）的下端与所述转换传动接头（4）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达，其特征在于：所述主体外壳（1）内部还设置有防掉件（5），所述防掉件（5）与所述转子（33）的上端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达，其特征在于：所述角形槽（431）、单向联动柱（432）设置有六组，且均布在所述联动轴（43）上。

5.根据权利要求1所述的一种超短半径水平钻孔单双弯转换多功能铰链马达，其特征在于：所述端盖（45）的上端面设置有顶推内缘（451）和防护外缘（452）；

所述顶推内缘（451）与所述第一传动座体（41）的尾端内壁贴合；

所述防护外缘（452）将所述止推轴承（47）包纳其中。

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