CN212837576U - 一种长寿命涡轮钻具涡轮节 - Google Patents

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Abstract

本实用新型为一种长寿命涡轮钻具涡轮节,包括主轴、壳体和涡轮结构,涡轮结构包括定子结构和转子结构,涡轮结构和第一扶正轴承之间设置引流套,引流套上设置引流套通道,引流套通道用于将钻井液引流至涡轮结构,引流套用于减少第一扶正轴承所承受的轴向力;涡轮结构的底端设置第二扶正轴承,第二扶正轴承的下方轴向顶抵设置分流套,分流套内设置分流套内腔,主轴上设置与分流套内腔连通的第一径向通槽道,分流套的底端设置止推轴承,分流套内腔的底端设置润滑液间隙通道,润滑液间隙通道能与止推轴承连通。该涡轮节内设置引流套和分流套,通过减小止推轴承的轴向力和分流钻井液润滑止推轴承,提高轴承的寿命,进而有效提高涡轮节的使用寿命。

Description

一种长寿命涡轮钻具涡轮节
技术领域
本实用新型涉及石油开采领域用井下动力钻具,尤其涉及一种长寿命涡轮钻具涡轮节。
背景技术
目前常用的井下动力钻具主要有三种,分别是涡轮钻具、螺杆钻具和电动钻具,但涡轮钻具具有更好的性能。涡轮钻具是石油开采领域中常用的一种井下动力钻具,由支承节和涡轮节组成。涡轮节主要由涡轮定转子、主轴、扶正轴承和止推轴承组成。当钻井液进入涡轮节流经涡轮时,先后作用于定子和转子叶片的压力面,在动量矩原理的基础上,涡轮将钻井液的动能转化成机械能,由于转子两端是轴向压紧的,可使转子产生较大力矩使主轴转动,从而带动钻头击碎岩石。
采用独立悬挂方式的涡轮节,即在涡轮节中安装一组止推轴承,在正常工作时,止推轴承组会承受很大的轴向力,主要有涡轮轴及转动部分的重力、水力载荷等。同时钻井液中含有大量颗粒物杂质,当这些杂质进入到高速运转的止推轴承组内部时,会加重轴承组的磨损,造成轴承组的寿命减少。
由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种长寿命涡轮钻具涡轮节,以克服现有技术的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种长寿命涡轮钻具涡轮节,解决涡轮节使用寿命短、工作效率低的问题,该涡轮节内设置引流套和分流套,通过减小止推轴承的轴向力和分流钻井液润滑止推轴承,提高了扶正轴承和止推轴承的寿命,进而有效提高涡轮节的使用寿命。
本实用新型的目的是这样实现的,一种长寿命涡轮钻具涡轮节,包括主轴,所述主轴上轴向贯通设置钻井液通道孔,所述主轴的外侧同轴套设呈径向间隔的壳体,所述主轴的外壁和所述壳体的内壁之间构成涡轮节环空;涡轮节环空内轴向固定设置涡轮结构,涡轮结构包括定子结构和转子结构,转子结构固定套设于主轴上,定子结构固定套设于壳体的内壁上,定子结构和转子结构之间构成涡轮状钻井液流道;涡轮结构的两端分别设置扶正轴承,
设定位于涡轮结构顶端的扶正轴承为第一扶正轴承,位于涡轮结构底端的扶正轴承为第二扶正轴承,所述涡轮结构和所述第一扶正轴承之间轴向顶抵设置引流套,所述引流套上设置轴向贯通的引流套通道,所述引流套通道用于将钻井液引流至涡轮结构,所述引流套上位于所述引流套通道的径向内侧设置引流套内腔,引流套内腔的两端分别连通设置间隙通道,所述主轴上设置与引流套内腔连通的第一径向通孔,所述引流套的底部设置能连通引流套内腔的轴向透孔,所述引流套用于减少第一扶正轴承所承受的轴向力;所述涡轮结构的底端轴向顶抵设置所述第二扶正轴承,所述第二扶正轴承的下方轴向顶抵设置分流套,所述分流套内设置能与涡轮状钻井液流道连通的分流套内腔,所述主轴上设置与分流套内腔连通的第一径向通槽道,所述分流套的底端轴向顶抵设置止推轴承,所述分流套内腔的底端设置润滑液间隙通道,所述润滑液间隙通道能与止推轴承连通。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述引流套包括引流套定圈和引流套动圈;所述引流套定圈固定套设于所述壳体的内壁上;所述引流套定圈上设置第一定圈中心孔,所述第一定圈中心孔的顶部设置直径呈减小设置的第一台阶部,所述第一台阶部的内壁与所述引流套动圈的外壁顶部之间呈径向间隔构成第一环隙,所述引流套定圈上位于所述第一定圈中心孔的径向外侧设置轴向贯通的所述引流套通道;所述引流套动圈固定套设于所述主轴上,所述引流套动圈的外壁底部设置直径呈增大设置的第二台阶部,所述第二台阶部上周向间隔设置轴向贯通的所述轴向透孔,所述第二台阶部的外壁与所述第一定圈中心孔的内壁之间呈径向间隔构成第二环隙,所述第一环隙和所述第二环隙构成所述间隙通道;所述第一台阶部的底面、所述第一定圈中心孔的内壁、所述引流套动圈的外壁和所述第二台阶部的顶面之间构成所述引流套内腔,所述引流套动圈的侧壁上贯通设置能与第一径向通孔连通的第二径向通孔。
在本实用新型的一较佳实施方式中,引流套动圈的顶端与第一扶正轴承的内圈底端轴向顶抵,引流套定圈的顶端低于所述引流套动圈的顶端设置,所述引流套定圈的顶端与第一扶正轴承的外圈底端之间轴向顶抵设置第一垫套,引流套定圈的底端低于引流套动圈的底端设置,引流套定圈的底端轴向顶抵于定子结构的顶端,引流套动圈的底端轴向顶抵于转子结构的顶端。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述分流套包括分流套定圈和分流套动圈;所述分流套定圈固定套设于所述壳体的内壁上;所述分流套定圈上设置第二定圈中心孔,所述第二定圈中心孔的下部设置直径自上而下渐缩的第一锥环部,所述分流套动圈固定套设于所述主轴上,所述分流套动圈的外壁底部设置直径自下而上渐扩的第二锥环部,所述第二锥环部套设于所述第一锥环部的下方,所述第一锥环部与所述第二锥环部之间呈轴向和周向间隔设置构成所述润滑液间隙通道,所述第二定圈中心孔的内壁、所述分流套动圈的外壁和所述第一锥环部构成所述分流套内腔;所述分流套动圈的侧壁上设置连通第一径向通槽道和分流套内腔的动圈通槽道。
在本实用新型的一较佳实施方式中,分流套定圈的顶端与第二扶正轴承的外圈底端轴向顶抵设置,分流套定圈的底端与止推轴承的外圈顶端轴向顶抵设置;分流套动圈的顶端与第二扶正轴承的内圈底端轴向顶抵设置,分流套动圈的底端与止推轴承的内圈顶端轴向顶抵设置;止推轴承的内圈和止推轴承的外圈之间轴向间隔设置多个滚动体,且止推轴承的内圈和止推轴承的外圈之间呈径向间隔构成止推轴承过液通道,所述止推轴承过液通道与所述润滑液间隙通道连通设置;第二扶正轴承的外圈顶端与定子结构的底端轴向顶抵设置,第二扶正轴承的内圈顶端与转子结构的底端轴向顶抵设置第二垫套。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述主轴的外壁上位于所述止推轴承的下方设置直径呈增大设置的第三台阶部,所述止推轴承的内圈底端与第三台阶部的顶面轴向顶抵设置。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述壳体的底端连接下接头,所述下接头的顶面位于所述壳体内,止推轴承的外圈底端与所述下接头的顶面轴向顶抵设置。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述主轴的底端连接花键套,花键轴的外壁上周向间隔设置多个外花键,所述花键套的外壁与所述下接头的内壁之间呈径向间隔设置,所述花键套的侧壁上设置第二径向通槽道,所述花键套的底部内壁上设置第二花键槽,所述花键套的顶面与止推轴承的内圈底面轴向顶抵设置。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述壳体的顶端连接上接头,所述上接头的底面位于所述壳体内,所述第一扶正轴承的外圈顶端与所述上接头的底面之间轴向顶抵设置第三垫套。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述主轴的顶端连接花键轴,所述花键轴的外壁与所述上接头的内壁之间呈径向间隔设置,所述花键轴的底面与第一扶正轴承的内圈顶端之间轴向顶抵设置第四垫套。
由上所述,本实用新型提供的长寿命涡轮钻具涡轮节具有如下有益效果:
本实用新型提供的一种长寿命涡轮钻具涡轮节中,位于涡轮结构顶端的扶正轴承下方设有引流套,引流套上轴向贯通设置引流套通道,引流套通道与引流套内腔形成压差,小部分钻井液进入引流套内腔,且不形成真空区域,随引流套内腔压力增大,钻井液反推引流套,减少顶端的扶正轴承所承受的轴向力,提高扶正轴承的寿命;位于涡轮结构底端的扶正轴承下方设有分流套,分流套内腔的底端设置润滑液间隙通道,润滑液间隙通道能与止推轴承连通,少量钻井液通过润滑液间隙通道进入止推轴承,可起到润滑作用;弯道式的润滑液间隙通道可以防止钻井液中的颗粒物杂质进入止推轴承,减少止推轴承的磨损,有效提高止推轴承的寿命,进而有效提高涡轮节的使用寿命。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释,并不限定本实用新型的范围。其中:
图1:为本实用新型的长寿命涡轮钻具涡轮节的示意图。
图2:为图1中A-A处剖视图。
图3:为图1中B-B处剖视图。
图4:为图1中C-C处剖视图。
图5:为图1中Ⅰ处放大图。
图6:为图1中Ⅱ处放大图。
图7:为本实用新型的引流套定圈的示意图。
图8:为本实用新型的引流套动圈的示意图。
图9:为本实用新型的分流套定圈的示意图。
图10:为本实用新型的分流套动圈的示意图。
图中:
100、长寿命涡轮钻具涡轮节;
1、主轴;10、钻井液通道孔;11、第一径向通孔;12、第一径向通槽道;13、第三台阶部;14、花键套;141、第二径向通槽道;142、第二花键槽;15、花键轴;
2、壳体;21、下接头;22、上接头;
3、涡轮结构;31、定子结构;32、转子结构;
41、第一扶正轴承;42、第二扶正轴承;
5、引流套;51、引流套定圈;511、第一台阶部;512、引流套通道;52、引流套动圈;521、第二台阶部;522、第二径向通孔;523、轴向透孔;
6、分流套;61、分流套定圈;611、第一锥环部;62、分流套动圈;621、第二锥环部;622、动圈通槽道;
7、止推轴承;71、滚动体;
81、第一垫套;82、第二垫套;83、第三垫套;84、第四垫套。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
在此描述的本实用新型的具体实施方式,仅用于解释本实用新型的目的,而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下,技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形,这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图10所示,本实用新型提供一种长寿命涡轮钻具涡轮节100,包括主轴1,主轴1上轴向贯通设置钻井液通道孔10,主轴1的外侧同轴套设呈径向间隔的壳体2,主轴1的外壁和壳体2的内壁之间构成涡轮节环空;涡轮节环空内轴向固定设置涡轮结构3,涡轮结构3包括定子结构31和转子结构32,一个涡轮节内通常安装有一二百组匹配设置的定子和转子,转子结构32固定套设于主轴1上,定子结构31固定套设于壳体2的内壁上,定子结构31和转子结构32之间构成涡轮状钻井液流道;涡轮结构3的两端分别设置扶正轴承;涡轮结构3可以由多段定子结构和转子结构构成,相邻两段定子结构和转子结构之间也设置扶正轴承,在本实用新型的一具体实施例中,扶正轴承在涡轮结构内分布四到五个;各扶正轴承上均设置轴向贯通的轴承通道(现有技术);
设定位于涡轮结构3顶端的扶正轴承为第一扶正轴承41,位于涡轮结构3底端的扶正轴承为第二扶正轴承42,涡轮结构3和第一扶正轴承41之间轴向顶抵设置引流套5,引流套5上设置轴向贯通的引流套通道,引流套通道用于将钻井液引流至涡轮结构3,引流套5上位于引流套通道的径向内侧设置引流套内腔,引流套内腔的两端分别连通设置间隙通道,间隙通道的过流横截面积远小于引流套通道的过流横截面积;引流套5的底部设置能连通引流套内腔的轴向透孔,主轴1上设置与引流套内腔连通的第一径向通孔11;注入井内的钻井液主要通过引流套通道流向涡轮结构3,驱动转子结构32带动主轴旋转;引流套通道与引流套内腔形成压差,小部分钻井液通过引流套底端的轴向透孔进入引流套内腔,对引流套的底面产生向上的推力,引流套内腔连通设有间隙通道,不会形成真空区域,减少第一扶正轴承41所承受的轴向力;
涡轮结构3的底端轴向顶抵设置第二扶正轴承42,第二扶正轴承42的下方轴向顶抵设置分流套6,分流套6内设置能与涡轮状钻井液流道连通的分流套内腔,主轴1上设置与分流套内腔连通的第一径向通槽道12,分流套6的底端轴向顶抵设置止推轴承7,分流套内腔的底端设置润滑液间隙通道,润滑液间隙通道能与止推轴承7连通。钻井液流经分流套,少量钻井液通过润滑液间隙通道进入止推轴承7,可起到润滑作用。
本实用新型提供的一种长寿命涡轮钻具涡轮节中,位于涡轮结构顶端的扶正轴承下方设有引流套,引流套上轴向贯通设置引流套通道,引流套通道与引流套内腔形成压差,小部分钻井液进入引流套内腔,且不形成真空区域,随引流套内腔压力增大,钻井液反推引流套,减少顶端的扶正轴承所承受的轴向力,提高扶正轴承的寿命;位于涡轮结构底端的扶正轴承下方设有分流套,分流套内腔的底端设置润滑液间隙通道,润滑液间隙通道能与止推轴承连通,少量钻井液通过润滑液间隙通道进入止推轴承,可起到润滑作用,有效提高止推轴承的寿命,进而有效提高涡轮节的使用寿命。
进一步,图1、图5、图7和图8所示,引流套5包括引流套定圈51和引流套动圈52;引流套定圈51固定套设于壳体2的内壁上;引流套定圈51上设置第一定圈中心孔,第一定圈中心孔的顶部设置直径呈减小设置的第一台阶部511,第一台阶部511的内壁与引流套动圈52的外壁顶部之间呈径向间隔构成第一环隙,引流套定圈51上位于第一定圈中心孔的径向外侧设置轴向贯通的引流套通道512;引流套动圈52固定套设于主轴1上,引流套动圈52的外壁底部设置直径呈增大设置的第二台阶部521,第二台阶部521上周向间隔设置轴向贯通的轴向透孔523,第二台阶部521的外壁与第一定圈中心孔的内壁之间呈径向间隔构成第二环隙,第一环隙和第二环隙构成前述的间隙通道;第一台阶部511的底面、第一定圈中心孔的内壁、引流套动圈52的外壁和第二台阶部521的顶面之间构成引流套内腔,引流套动圈52的侧壁上贯通设置能与第一径向通孔11连通的第二径向通孔522。
在本实用新型的一具体实施例中,第一径向通孔11和第二径向通孔522均为沿周向均匀间隔设置的6个,一一相对(第一径向通孔11和第二径向通孔522同轴心安装)安装引流套5。多个第一径向通孔11和第二径向通孔522便于引流套动圈52的安装定位,第一径向通孔11和第二径向通孔522的数量可根据需要设定。
在本实用新型的一具体实施例中,如图8所示,第二台阶部521上周向间隔设置四个的轴向透孔523,其中两个轴向透孔523用于定位。引流套动圈52的高度与单节转子的高度一致,引流套定圈51的高度与单节定子的高度一致,便于根据实际需要添加或减少引流套。
进一步,如图1、图5所示,引流套动圈52的顶端与第一扶正轴承41的内圈底端轴向顶抵,引流套定圈51的顶端低于引流套动圈52的顶端设置,引流套定圈51的顶端与第一扶正轴承41的外圈底端之间轴向顶抵设置第一垫套81,引流套定圈51的底端低于引流套动圈52的底端设置,引流套定圈51的底端轴向顶抵于定子结构31的顶端,引流套动圈52的底端轴向顶抵于转子结构32的顶端。
进一步,如图1、图6、图9和图10所示,分流套6包括分流套定圈61和分流套动圈62;分流套定圈61固定套设于壳体的内壁上;分流套定圈61上设置第二定圈中心孔,第二定圈中心孔的下部设置直径自上而下渐缩的第一锥环部611,分流套动圈62固定套设于主轴1上,分流套动圈62的外壁底部设置直径自下而上渐扩的第二锥环部621,第二锥环部621套设于第一锥环部611的下方,第一锥环部611与第二锥环部621之间呈轴向和周向间隔设置构成润滑液间隙通道,第二定圈中心孔的内壁、分流套动圈的外壁和第一锥环部构成分流套内腔;分流套动圈62的侧壁上设置连通第一径向通槽道12和分流套内腔的动圈通槽道622。在本实用新型的一具体实施例中,第一径向通槽道12和动圈通槽道622均为沿周向均匀间隔设置的3个,一一相对安装分流套6。
第一锥环部611与第二锥环部621之间形成的润滑液间隙通道呈弯道式,过流横截面积较小,钻井液流经分流套6,少量钻井液通过润滑液间隙通道进入止推轴承7,可起到润滑作用。弯道式的润滑液间隙通道可以分离钻井液中较大颗粒物,较小颗粒物进入润滑液间隙通道,相对来说过滤了杂质,减少止推轴承7的磨损,提高轴承寿命。
进一步,分流套定圈61的顶端与第二扶正轴承42的外圈底端轴向顶抵设置,分流套定圈61的底端与止推轴承7的外圈顶端轴向顶抵设置;分流套动圈62的顶端与第二扶正轴承42的内圈底端轴向顶抵设置,分流套动圈62的底端与止推轴承7的内圈顶端轴向顶抵设置;止推轴承为多联角接触球轴承,止推轴承7的内圈和止推轴承7的外圈之间轴向间隔设置多个滚动体71,且止推轴承7的内圈和止推轴承7的外圈之间呈径向间隔构成止推轴承过液通道,止推轴承过液通道与润滑液间隙通道连通设置;第二扶正轴承42的外圈顶端与定子结构31的底端轴向顶抵设置,第二扶正轴承42的内圈顶端与转子结构32的底端轴向顶抵设置第二垫套82。
在本实施方式中,如图1所示,主轴1的外壁上位于止推轴承7的下方设置直径呈增大设置的第三台阶部13,止推轴承7的内圈底端与第三台阶部13的顶面轴向顶抵设置。
进一步,如图1所示,壳体2的底端连接下接头21,下接头21的顶面位于壳体2内,止推轴承7的外圈底端与下接头21的顶面轴向顶抵设置。下接头21的顶端通过外螺纹与壳体2连接,下接头21的底端分布外锥螺纹。
进一步,如图1、图3、图4所示,主轴1的底端连接花键套14,花键套14的外壁与下接头21的内壁之间呈径向间隔设置,花键套14的侧壁上设置第二径向通槽道141,花键套14的底部内壁上设置第二花键槽142(即内花键),花键套14的顶面与止推轴承7的内圈底面轴向顶抵设置。花键套14的顶端通过螺纹与主轴1下部连接,底端均匀分布8个内花键。
进一步,如图1、图2所示,壳体2的顶端连接上接头22,上接头22的底面位于壳体2内,第一扶正轴承41的外圈顶端与上接头22的底面之间轴向顶抵设置第三垫套83。上接头22顶端设有内锥螺纹,底端通过外螺纹与壳体2连接。
进一步,如图1、图2所示,主轴1的顶端连接花键轴15,花键轴15的外壁与上接头22的内壁之间呈径向间隔设置,花键轴15的外壁上周向间隔设置多个外花键,花键轴15的底面与第一扶正轴承41的内圈顶端之间轴向顶抵设置第四垫套84。花键轴均布8个外花键,花键轴15通过内螺纹与主轴1的上端连接。
本实用新型的长寿命涡轮钻具涡轮节100,在通入钻井液后,钻井液经花键轴15的外壁与上接头22的内壁之间的间隔流向第一扶正轴承41,经其上轴承通道流向引流套5,钻井液主要通过引流套通道512流向涡轮结构3,驱动转子结构32带动主轴旋转,主轴旋转带动其底部连接的钻头转动破岩;引流套通道512与引流套内腔形成压差,小部分钻井液通过引流套底端的轴向透孔进入引流套内腔,引流套内腔连通设有间隙通道,不会形成真空区域,随引流套内腔压力增大,钻井液反推引流套动圈52(钻井液对引流套5产生向上的作用力),减少第一扶正轴承41所承受的轴向力;流经涡轮结构3的钻井液大部分经分流套内腔、动圈通槽道622和第一径向通槽道12流向主轴1的钻井液通道孔10,少量钻井液通过润滑液间隙通道进入止推轴承7,可起到润滑作用。弯道式的润滑液间隙通道可以防止钻井液中的颗粒物杂质进入止推轴承7,减少止推轴承7的磨损。
由上所述,本实用新型提供的长寿命涡轮钻具涡轮节具有如下有益效果:
本实用新型提供的一种长寿命涡轮钻具涡轮节中,位于涡轮结构顶端的扶正轴承下方设有引流套,引流套上轴向贯通设置引流套通道,引流套通道与引流套内腔形成压差,小部分钻井液进入引流套内腔,且不形成真空区域,随引流套内腔压力增大,钻井液反推引流套,减少顶端的扶正轴承所承受的轴向力,提高扶正轴承的寿命;位于涡轮结构底端的扶正轴承下方设有分流套,分流套内腔的底端设置润滑液间隙通道,润滑液间隙通道能与止推轴承连通,少量钻井液通过润滑液间隙通道进入止推轴承,可起到润滑作用;弯道式的润滑液间隙通道可以防止钻井液中的颗粒物杂质进入止推轴承,减少止推轴承的磨损,有效提高止推轴承的寿命,进而有效提高涡轮节的使用寿命。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式,并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种长寿命涡轮钻具涡轮节,包括主轴,所述主轴上轴向贯通设置钻井液通道孔,所述主轴的外侧同轴套设呈径向间隔的壳体,所述主轴的外壁和所述壳体的内壁之间构成涡轮节环空;涡轮节环空内轴向固定设置涡轮结构,涡轮结构包括定子结构和转子结构,转子结构固定套设于主轴上,定子结构固定套设于壳体的内壁上,定子结构和转子结构之间构成涡轮状钻井液流道;涡轮结构的两端分别设置扶正轴承,其特征在于:
设定位于涡轮结构顶端的扶正轴承为第一扶正轴承,位于涡轮结构底端的扶正轴承为第二扶正轴承,所述涡轮结构和所述第一扶正轴承之间轴向顶抵设置引流套,所述引流套上设置轴向贯通的引流套通道,所述引流套通道用于将钻井液引流至涡轮结构,所述引流套上位于所述引流套通道的径向内侧设置引流套内腔,引流套内腔的两端分别连通设置间隙通道,所述主轴上设置与引流套内腔连通的第一径向通孔,所述引流套的底部设置能连通引流套内腔的轴向透孔,所述引流套用于减少第一扶正轴承所承受的轴向力;所述涡轮结构的底端轴向顶抵设置所述第二扶正轴承,所述第二扶正轴承的下方轴向顶抵设置分流套,所述分流套内设置能与涡轮状钻井液流道连通的分流套内腔,所述主轴上设置与分流套内腔连通的第一径向通槽道,所述分流套的底端轴向顶抵设置止推轴承,所述分流套内腔的底端设置润滑液间隙通道,所述润滑液间隙通道能与止推轴承连通。
2.如权利要求1所述的长寿命涡轮钻具涡轮节,其特征在于,所述引流套包括引流套定圈和引流套动圈;所述引流套定圈固定套设于所述壳体的内壁上;所述引流套定圈上设置第一定圈中心孔,所述第一定圈中心孔的顶部设置直径呈减小设置的第一台阶部,所述第一台阶部的内壁与所述引流套动圈的外壁顶部之间呈径向间隔构成第一环隙,所述引流套定圈上位于所述第一定圈中心孔的径向外侧设置轴向贯通的所述引流套通道;所述引流套动圈固定套设于所述主轴上,所述引流套动圈的外壁底部设置直径呈增大设置的第二台阶部,所述第二台阶部上周向间隔设置轴向贯通的所述轴向透孔,所述第二台阶部的外壁与所述第一定圈中心孔的内壁之间呈径向间隔构成第二环隙,所述第一环隙和所述第二环隙构成所述间隙通道;所述第一台阶部的底面、所述第一定圈中心孔的内壁、所述引流套动圈的外壁和所述第二台阶部的顶面之间构成所述引流套内腔,所述引流套动圈的侧壁上贯通设置能与第一径向通孔连通的第二径向通孔。
3.如权利要求2所述的长寿命涡轮钻具涡轮节,其特征在于,引流套动圈的顶端与第一扶正轴承的内圈底端轴向顶抵,引流套定圈的顶端低于所述引流套动圈的顶端设置,所述引流套定圈的顶端与第一扶正轴承的外圈底端之间轴向顶抵设置第一垫套,引流套定圈的底端低于引流套动圈的底端设置,引流套定圈的底端轴向顶抵于定子结构的顶端,引流套动圈的底端轴向顶抵于转子结构的顶端。
4.如权利要求2所述的长寿命涡轮钻具涡轮节,其特征在于,所述分流套包括分流套定圈和分流套动圈;所述分流套定圈固定套设于所述壳体的内壁上;所述分流套定圈上设置第二定圈中心孔,所述第二定圈中心孔的下部设置直径自上而下渐缩的第一锥环部,所述分流套动圈固定套设于所述主轴上,所述分流套动圈的外壁底部设置直径自下而上渐扩的第二锥环部,所述第二锥环部套设于所述第一锥环部的下方,所述第一锥环部与所述第二锥环部之间呈轴向和周向间隔设置构成所述润滑液间隙通道,所述第二定圈中心孔的内壁、所述分流套动圈的外壁和所述第一锥环部构成所述分流套内腔;所述分流套动圈的侧壁上设置连通第一径向通槽道和分流套内腔的动圈通槽道。
5.如权利要求4所述的长寿命涡轮钻具涡轮节,其特征在于,分流套定圈的顶端与第二扶正轴承的外圈底端轴向顶抵设置,分流套定圈的底端与止推轴承的外圈顶端轴向顶抵设置;分流套动圈的顶端与第二扶正轴承的内圈底端轴向顶抵设置,分流套动圈的底端与止推轴承的内圈顶端轴向顶抵设置;止推轴承的内圈和止推轴承的外圈之间轴向间隔设置多个滚动体,且止推轴承的内圈和止推轴承的外圈之间呈径向间隔构成止推轴承过液通道,所述止推轴承过液通道与所述润滑液间隙通道连通设置;第二扶正轴承的外圈顶端与定子结构的底端轴向顶抵设置,第二扶正轴承的内圈顶端与转子结构的底端轴向顶抵设置第二垫套。
6.如权利要求5所述的长寿命涡轮钻具涡轮节,其特征在于,所述主轴的外壁上位于所述止推轴承的下方设置直径呈增大设置的第三台阶部,所述止推轴承的内圈底端与第三台阶部的顶面轴向顶抵设置。
7.如权利要求6所述的长寿命涡轮钻具涡轮节,其特征在于,所述壳体的底端连接下接头,所述下接头的顶面位于所述壳体内,止推轴承的外圈底端与所述下接头的顶面轴向顶抵设置。
8.如权利要求7所述的长寿命涡轮钻具涡轮节,其特征在于,所述主轴的底端连接花键套,所述花键套的外壁与所述下接头的内壁之间呈径向间隔设置,所述花键套的侧壁上设置第二径向通槽道,所述花键套的底部内壁上设置第二花键槽,所述花键套的顶面与止推轴承的内圈底面轴向顶抵设置。
9.如权利要求3所述的长寿命涡轮钻具涡轮节,其特征在于,所述壳体的顶端连接上接头,所述上接头的底面位于所述壳体内,所述第一扶正轴承的外圈顶端与所述上接头的底面之间轴向顶抵设置第三垫套。
10.如权利要求9所述的长寿命涡轮钻具涡轮节,其特征在于,所述主轴的顶端连接花键轴,所述花键轴的外壁上周向间隔设置多个外花键,所述花键轴的外壁与所述上接头的内壁之间呈径向间隔设置,所述花键轴的底面与第一扶正轴承的内圈顶端之间轴向顶抵设置第四垫套。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114352241A (zh) * 2022-01-19 2022-04-15 中国石油大学(华东) 涡轮泵一体式双通道举升泵

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