CN211398245U - 一种分载式螺杆钻具传动轴总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分载式螺杆钻具传动轴总成，包括传动轴、下TC动套、下TC静套、串轴承、上TC动套、上TC静套、传动轴壳体和水帽，水帽与传动轴的上端连接，上TC动套、串轴承和下TC动套由上至下依次套设于传动轴上，上TC动套和下TC动套均与传动轴连接固定，传动轴壳体套设于上TC动套、串轴承和下TC动套外，上TC静套套设于上TC动套和传动轴壳体之间，下TC静套套设于下TC动套和传动轴壳体之间，上TC静套和下TC静套均与传动轴壳体连接固定，下TC动套的内孔与其套接的传动轴外圈之间设有异形空间，异形空间内设有垫圈。极大得改善了传动轴总成的受力性能，降低了常规增强型螺杆钻具传动轴总成中的下TC动套的受力，提高了传动轴总成的整体性能。

Description

一种分载式螺杆钻具传动轴总成

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气钻井技术领域，具体涉及一种分载式螺杆钻具传动轴总成。

背景技术

螺杆钻具是目前最广泛使用的一种井下动力钻具，主要用于定向井、水平井的造斜及扭方位施工，一部分也用于直井反扣或侧钻作业中。美国50年代中期开始研制螺杆钻具，1962年用于生产，不同厂家生产的有迪纳钻具(Smith公司)、纳维钻具(Christensen公司)和波斯钻具，其基本原理都是基于容积式马达。常规增强型螺杆钻具的传动轴总成，施加钻压钻进的时候，钻压传递到传动轴壳体上，再传递到上TC静套和串轴承的外圈上，通过串轴承内部的各层钢球将钻压传递到串轴承的内圈上，串轴承的内圈将钻压接着传递到挡套上，挡套通过螺纹将所有的钻压全部传递到下TC动套上，挡套再通过螺纹将所有的钻压全部传递到传动轴上，最后传动轴将钻压施加在钻头上，达到破岩钻进的目的。

由上述描述可见，在常规增强型螺杆钻具的传动轴总成中，钻压只通过一条路，一步一步的从传动轴壳体到传动轴，最后施加到钻头上的；在此过程中，下TC动套这个薄壁零件承受的全部的钻压，而传动轴却没有充分利用其作用，只在下TC动套和传动轴连接的第三个外径段接受到来自传动轴壳体的钻压，没有将载荷分配到传动轴的其他部位，比如第一个外径段和第二个外径段过渡的区域。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种分载式螺杆钻具传动轴总成，极大得改善了传动轴总成的受力性能，降低了常规增强型螺杆钻具传动轴总成中的下TC动套的受力，提高了传动轴总成的整体性能。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种分载式螺杆钻具传动轴总成，包括传动轴、下TC动套、下TC静套、串轴承、上TC动套、上TC静套、传动轴壳体和水帽，水帽与传动轴的上端连接，上TC动套、串轴承和下TC动套由上至下依次套设于传动轴上，上TC动套和下TC动套均与传动轴连接固定随传动轴转动，传动轴壳体套设于上TC动套、串轴承和下TC动套外，上TC静套套设于上TC动套和传动轴壳体之间，下TC静套套设于下TC动套和传动轴壳体之间，上TC静套和下TC静套均与传动轴壳体连接固定，下TC动套的内孔与其套接的传动轴外圈之间设有异形空间，异形空间内设有垫圈；垫圈使得螺杆钻具传动轴总成的受力线路由一条变成的两条，极大得改善了传动轴总成的受力性能，降低了常规增强型螺杆钻具传动轴总成中的下TC动套的受力，提高了传动轴总成的整体性能。

按照上述技术方案，异形空间下方的传动轴外径大于异形空间上方的传动轴外径。

按照上述技术方案，传动轴外圈设有一个螺纹段，螺纹段布置于异形空间下方，传动轴通过螺纹段与下TC动套连接；异形空间上方的传动轴段与下TC动套配合套接。

按照上述技术方案，异形空间上方和下方的传动轴不同外径段之间通过圆弧形过渡。

按照上述技术方案，异形空间的形状与垫圈的形状相同。

按照上述技术方案，所述的传动轴从小端到大端，传动轴的外径有四个主要尺寸，第一个是与水帽以及串轴承配合的外径段，第二个是与下TC动套配合的外径段，第三个是与下TC动套螺纹连接的外径段，第四个是公称外径段(即最大外径处)。第一个外径段和第二个外径段采用圆弧或者其他曲线过度。

下TC动套的内孔与所述的传动轴的第一个、第二个和第三个外径段配合，在与传动轴配合的第一个和第二个外径段配合的内孔处，采用圆弧或其他曲线过渡；传动轴和下TC动套配合的第一个外径段和第二个外径段的过渡处所形成的空间和垫圈形状相同。

按照上述技术方案，下TC动套与串轴承之间设有挡套，挡套套设于传动轴壳体和传动轴之间。

按照上述技术方案，下TC静套与串轴承之间设有隔套，隔套套设于挡套和传动轴壳体之间。

按照上述技术方案，挡套上安设有防掉螺钉。

按照上述技术方案，传动轴与下TC动套之间套设有密封圈，密封圈设置于挡套和下TC动套之间。

按照上述技术方案，垫圈的材质为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、铜或者钢铁；根据钻具使用的温度，垫圈的材质选用丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、铜和钢铁中的一种。

按照上述技术方案，所述的垫圈可以根据设计，将钻压按比例在下TC动套和传动轴之间进行分配，下TC动套和传动轴的钻压分配比例可以是1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1等数值，可根据设计需要调整，即通过改变异形空间上下方的传动轴外径大小比例，调整异形空间的形状从而将钻压按比例在下TC动套和传动轴之间进行分配。

本实用新型具有以下有益效果：

通过异形空间和垫圈，使得螺杆钻具传动轴总成传递钻压的线路由一条增加到两条，传动轴能够充分分担了钻压，减小下TC动套上所受到的钻压，优化传动轴总成的受力结构，极大得改善了传动轴总成的受力性能，降低了常规增强型螺杆钻具传动轴总成中的下TC动套的受力，提高了传动轴总成的整体性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例中分载式螺杆钻具传动轴总成的上半部分剖视图；

图2是本实用新型实施例中分载式螺杆钻具传动轴总成的下半部分剖视图；

图中，1-水帽，2-上TC动套，3-上TC静套，4-串轴承，5-传动轴壳体，6-隔套，7-密封圈，8-挡套，9-防掉螺钉，10-垫圈，11-下TC静套，12-下TC动套，13-传动轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

参照图1～图2所示，本实用新型提供的一种实施例中一种分载式螺杆钻具传动轴总成，包括传动轴13、下TC动套12、下TC静套11、串轴承4、上TC动套2、上TC静套3、传动轴壳体5和水帽1，水帽1与传动轴13的上端连接，上TC动套2、串轴承4和下TC动套12由上至下依次套设于传动轴13上，上TC动套2和下TC动套12均与传动轴13连接固定，并随传动轴13转动，传动轴壳体5套设于上TC动套2、串轴承4和下TC动套12外，上TC静套3套设于上TC动套2和传动轴壳体5之间，下TC静套11套设于下TC动套12和传动轴壳体5之间，上TC静套3和下TC静套11均与传动轴壳体5连接固定，下TC动套12的内孔与其套接的传动轴13外圈之间设有异形空间，异形空间内设有垫圈10；垫圈10使得螺杆钻具传动轴总成的受力线路由一条变成的两条，极大得改善了传动轴总成的受力性能，降低了常规增强型螺杆钻具传动轴总成中的下TC动套12的受力，提高了传动轴总成的整体性能。

进一步地，异形空间下方的传动轴外径大于异形空间上方的传动轴外径。

进一步地，传动轴外圈设有一个螺纹段，螺纹段布置于异形空间下方，传动轴通过螺纹段与下TC动套12连接；异形空间上方的传动轴段与下TC动套12配合套接。

进一步地，异形空间上方和下方的传动轴不同外径段之间通过圆弧形过渡。

进一步地，异形空间的形状与垫圈10的形状相同。

进一步地，所述的传动轴从小端到大端，传动轴的外径有四个主要尺寸，第一个是与水帽1以及串轴承4配合的外径段，第二个是与下TC动套12配合的外径段，第三个是与下TC动套12螺纹连接的外径段，第四个是公称外径段(即最大外径处)。第一个外径段和第二个外径段采用圆弧或者其他曲线过度。

下TC动套12的内孔与所述的传动轴的第一个、第二个和第三个外径段配合，在与传动轴配合的第一个和第二个外径段配合的内孔处，采用圆弧或其他曲线过渡；传动轴和下TC动套12配合的第一个外径段和第二个外径段的过渡处所形成的空间和垫圈10形状相同。

进一步地，下TC动套12与串轴承4之间设有挡套8，挡套8套设于传动轴壳体5和传动轴之间。

进一步地，下TC静套11与串轴承4之间设有隔套6，隔套6套设于挡套8和传动轴壳体5之间。

进一步地，挡套8上安设有防掉螺钉9。

进一步地，传动轴与下TC动套12之间套设有密封圈7，密封圈7设置于挡套8和下TC动套12之间。

进一步地，垫圈10的材质为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、铜或者钢铁；根据钻具使用的温度，垫圈10的材质选用丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、铜和钢铁中的一种。

进一步地，所述的垫圈10可以根据设计，将钻压按比例在下TC动套12和传动轴之间进行分配，下TC动套12和传动轴的钻压分配比例可以是1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1等数值，可根据设计需要调整，即通过改变异形空间上下方的传动轴外径大小比例，调整异形空间的形状从而将钻压按比例在下TC动套12和传动轴之间进行分配。

本实用新型的安装原理：

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例，包括水帽1、上TC动套2、上TC静套3、串轴承4、传动轴壳体5、隔套6、密封圈7、挡套8、防掉螺钉9、垫圈10、下TC静套11、下TC动套12和传动轴13。

首先将垫圈10套在传动轴13上，再将下TC动套12放置在传动轴13的外面，两者之间通过螺纹连接，然后将下TC静套11穿在下TC动套12的外面，再将挡套8安装在下TC动套12的上端，同时将防掉螺钉9安装在挡套8上，再将隔套6套装在挡套8的外面，然后将串轴承4套装在传动轴13上，接着将上TC动套2连接在传动轴13上，并通过螺纹紧固，然后将上TC静套3安装在传动轴壳体5的内部，并将上TC静套3和传动轴壳体5一起套装在之前安装的一系列零件的外面，并将下TC静套11和传动轴壳体5通过螺纹进行紧固。

以上的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种分载式螺杆钻具传动轴总成，其特征在于，包括传动轴、下TC动套、下TC静套、串轴承、上TC动套、上TC静套、传动轴壳体和水帽，水帽与传动轴的上端连接，上TC动套、串轴承和下TC动套由上至下依次套设于传动轴上，上TC动套和下TC动套均与传动轴连接固定，传动轴壳体套设于上TC动套、串轴承和下TC动套外，上TC静套套设于上TC动套和传动轴壳体之间，下TC静套套设于下TC动套和传动轴壳体之间，上TC静套和下TC静套均与传动轴壳体连接固定，下TC动套的内孔与其套接的传动轴外圈之间设有异形空间，异形空间内设有垫圈。

2.根据权利要求1所述的分载式螺杆钻具传动轴总成，其特征在于，异形空间下方的传动轴外径大于异形空间上方的传动轴外径。

3.根据权利要求2所述的分载式螺杆钻具传动轴总成，其特征在于，传动轴外圈设有一个螺纹段，螺纹段布置于异形空间下方，传动轴通过螺纹段与下TC动套连接。

4.根据权利要求2所述的分载式螺杆钻具传动轴总成，其特征在于，异形空间上方和下方的传动轴不同外径段之间通过圆弧形过渡。

5.根据权利要求1所述的分载式螺杆钻具传动轴总成，其特征在于，异形空间的形状与垫圈的形状相同。

6.根据权利要求1所述的分载式螺杆钻具传动轴总成，其特征在于，下TC动套与串轴承之间设有挡套，挡套套设于传动轴壳体和传动轴之间。

7.根据权利要求6所述的分载式螺杆钻具传动轴总成，其特征在于，下TC静套与串轴承之间设有隔套，隔套套设于挡套和传动轴壳体之间。

8.根据权利要求6所述的分载式螺杆钻具传动轴总成，其特征在于，挡套上安设有防掉螺钉。

9.根据权利要求6所述的分载式螺杆钻具传动轴总成，其特征在于，传动轴与下TC动套之间套设有密封圈，密封圈设置于挡套和下TC动套之间。

10.根据权利要求1所述的分载式螺杆钻具传动轴总成，其特征在于，垫圈的材质为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、铜或者钢铁。

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