專利名稱：一種馬達沖擊傳動軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油、地質(zhì)、煤層氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，是提高深井硬地層鉆井速度和軌跡 控制的工具或設(shè)備，尤其涉及一種馬達沖擊傳動軸。
背景技術(shù)：
深井硬地層、超硬地層和高研磨性地層鉆井，到現(xiàn)在為止還是世界性的、普遍性的 難題。在這種地層鉆井，機械鉆速慢、蹩跳鉆嚴重、直井防斜和糾斜困難，定向井、水平井調(diào) 整軌跡困難，鉆具事故多，鉆頭、扶正器磨損嚴重，井徑問題等等。針對這些問題結(jié)合在典型 的中國四川地區(qū)鉆井的經(jīng)驗，為此設(shè)計了一系列解決問題的新型工具和技術(shù)方案，以期待 解決這些問題，為深井硬、超硬地層和高研磨性地層鉆井找到一條適合我國的途徑。過去 也有許多科技人員探討解決深井硬地層、超硬地層和高研磨性地層鉆井的問題，如旋沖鉆 具(它是一種沖擊短節(jié))，試驗之后有較好的效果，但是使用壽命太短(8 20小時)，沒有 很好的解決這一問題。后期國外發(fā)展了負壓鉆井(氣體鉆井)技術(shù)，研制了空氣錘，效果 相當?shù)暮?，解決了深井硬地層、超硬地層和高研磨性地層鉆井的機械鉆速問題。但是，氣體 鉆井技術(shù)也存在著許多問題。受到地層的嚴格限制(油、水、氣層不能使用，井壁穩(wěn)定性不 好不能使用)，只能在一口井的中間合適的井段使用氣體鉆井。這樣鉆一口井開始用液體 (泥漿)鉆井，中間一段改為氣體鉆井，見油氣水層后又改為液體鉆井，鉆井地面設(shè)備都很 龐大，來回更換鉆井方式，就得更換地面的龐大設(shè)備，費時費力，還存在著很大的井下安全 隱患。因此，研究沖擊馬達是解決深井硬地層、超硬地層和高研磨性地層鉆井的機械鉆速問 題的很好途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以在高轉(zhuǎn)速下具有沖擊能 力，使用壽命長，能夠大大提高深井硬地層機械鉆速，避免井下安全隱患和省時省力的馬達 沖擊傳動軸。本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)它由傳動軸、外殼、沖擊軸、上徑向軸承組、中徑向軸承組、下徑向軸承組、推力軸 承組、沖擊軸承組、懸掛軸承組組成，傳動軸是一根下粗上細的管狀體，沖擊軸的形狀與傳 動軸相似，沖擊軸與傳動軸連接，外有上端有公扣的的殼體，傳動軸下端與沖擊軸上部的臺 肩間有碟簧，外殼與傳動軸上部的臺肩間自上向下連有上徑向軸承組和推力軸承組，外殼 與沖擊軸上部的臺肩間自下向上有下徑向軸承組、懸掛軸承組、內(nèi)錐形套、沖擊軸承組和中 徑向軸承組依次連接，中徑向軸承組與推力軸承組通過間隔支撐套連接，沖擊軸承組為雙 向推力軸承，滾動體是圓錐形滾子，其軸承殼的圓錐環(huán)形滾子跑道是沿圓周呈波浪狀設(shè)置。本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)傳動軸上端有與馬達萬向軸聯(lián)接的石油公接頭，下端內(nèi)孔有一段多邊形孔，沖擊 軸上部有一段多邊形體與傳動軸下端多邊形孔配合連接，下端有聯(lián)接鉆頭的接頭母扣；所述的上徑向軸承組、中徑向軸承組或下徑向軸承組是由內(nèi)外相互配合的軸瓦組成的滑動軸 承；殼體上端有與萬向軸殼體聯(lián)接的錐形公扣。沖擊馬達主要有旁通閥、馬達總成、萬向軸總成、傳動軸總成和鉆頭構(gòu)成。把原有 馬達的傳動軸換上本發(fā)明的沖擊傳動軸即構(gòu)成沖擊馬達。沖擊軸下端的接頭母扣，直接聯(lián) 接鉆頭。傳動軸和沖擊軸通過類似花鍵的六方或八方聯(lián)接，使得二者可以相對軸向滑動，但 能傳遞扭矩和轉(zhuǎn)速。殼體的特征是一個桶狀體，上端有一錐形公扣與萬向軸殼體聯(lián)接。上、 中、下三組徑向軸承組是由內(nèi)外軸瓦組成的滑動軸承，內(nèi)外軸瓦是相互配合的筒體，起到徑 向扶正和限流(允許少量鉆井液通過起冷卻、潤滑作用)作用。推力軸承組是能夠承受大 推力的軸承組，承受馬達轉(zhuǎn)子的液壓推力。沖擊軸承組是一種特殊的雙向推力軸承，滾動體 是圓錐形滾子，其軸承殼的滾子跑道不是平面形狀，而是沿圓周呈波浪狀，在軸旋轉(zhuǎn)時就自 然形成沖擊振動，這樣就帶動鉆頭對地層產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)沖擊，提高機械鉆速。當循環(huán)鉆井液時，馬達的轉(zhuǎn)子在液壓作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，通過萬向軸傳遞動力，把轉(zhuǎn) 速和扭矩傳到傳動軸，傳動軸沿軸線旋轉(zhuǎn)，傳動軸和沖擊軸通過類似花鍵的六方或八方配 合連接，轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞到?jīng)_擊軸，沖擊軸作旋轉(zhuǎn)運動的同時，由于沖擊軸承組的作用，沖 擊軸還連續(xù)不斷的作軸向往復(fù)振動，當鉆頭接觸井底施加鉆壓時，沖擊軸帶動鉆頭對底層 做沖擊運動和旋轉(zhuǎn)切削運動，對于硬地層和超硬地層具有很好的沖擊破碎作用，可以大大 提高機械鉆速。本發(fā)明由于把現(xiàn)有馬達(螺桿馬達或渦輪馬達)的傳動軸改造成了沖擊傳動軸， 這樣就可以在高轉(zhuǎn)速下具有良好的沖擊能力，在旋轉(zhuǎn)沖擊(也是旋沖鉆具)下提高機械鉆 速，徹底解決深井硬地層、超硬地層和高研磨性地層鉆井速度問題。另外，不需要更換地面 設(shè)備，降低了工人勞動強度，減少了輔助作業(yè)時間，省時省力，提高了功效，減少成本消耗， 達到快速鉆進和提高鉆井工作效率的目的，避免了井下安全事故。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的螺桿馬達(或螺桿鉆具)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1A-螺桿馬達(鉆具)的旁通閥，2A-動力系統(tǒng)(馬達)，包括轉(zhuǎn)子和定子， 3A-螺桿馬達的萬向軸，4A-螺桿馬達的沖擊傳動軸，5A-鉆頭；圖2是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的B-B剖視圖；圖4是沖擊軸承結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施例方式實施例1該沖擊傳動軸由傳動軸1、外殼2、沖擊軸8、上徑向軸承組外軸瓦3和上徑向軸承 組內(nèi)軸瓦4組成的上徑向軸承組(滑動軸承)、中徑向軸承組外軸瓦9和中徑向軸承組內(nèi)軸 瓦10組成的中徑向軸承組(滑動軸承)、下徑向軸承組外軸瓦14和下徑向軸承組內(nèi)軸瓦 15組成的下徑向軸承組(滑動軸承)、推力軸承組5、沖擊軸承組11、懸掛軸承組13組成， 傳動軸1是一根下粗上細的管狀體，上端有與馬達萬向軸聯(lián)接的石油公接頭，下端內(nèi)孔有 一段六邊形方孔，上端與馬達萬向軸聯(lián)接，沖擊軸8的形狀與傳動軸1相似，沖擊軸8上部
4有一段六邊形方體與傳動軸1下端六邊形方孔配合連接(起花鍵的作用)，下端有聯(lián)接鉆頭 的母扣接頭，殼體2的是一個桶狀體，上端內(nèi)徑減小，傳動軸1下端與沖擊軸8上部的臺肩 間有碟簧7，外殼2與傳動軸1上部的臺肩間自上向下連有上徑向軸承組和推力軸承組5， 外殼2與沖擊軸8上部的臺肩間自下向上有下徑向軸承組、懸掛軸承組13、內(nèi)錐形套12、沖 擊軸承組11和中徑向軸承組依次連接，中徑向軸承組與推力軸承組5通過間隔支撐套6連 接，沖擊軸承組11為雙向推力軸承，滾動體是圓錐形滾子16，其軸承殼的圓錐環(huán)形滾子16 跑道是沿圓周呈波浪狀設(shè)置，殼體2上端有與萬向軸殼體聯(lián)接的錐形公扣。
權(quán)利要求
1.一種馬達沖擊傳動軸，其特征在于它由傳動軸、外殼、沖擊軸、上徑向軸承組、中徑向 軸承組、下徑向軸承組、推力軸承組、沖擊軸承組、懸掛軸承組組成，傳動軸是一根下粗上細 的管狀體，沖擊軸的形狀與傳動軸相似，沖擊軸與傳動軸連接，外有上端有公扣的殼體，傳 動軸下端與沖擊軸上部的臺肩間有碟簧，外殼與傳動軸上部的臺肩間自上向下連有上徑向 軸承組和推力軸承組，外殼與沖擊軸上部的臺肩間自下向上有下徑向軸承組、懸掛軸承組、 內(nèi)錐形套、沖擊軸承組和中徑向軸承組依次連接，中徑向軸承組與推力軸承組通過間隔支 撐套連接，沖擊軸承組為雙向推力軸承，滾動體是圓錐滾子，其軸承殼的圓錐環(huán)形滾子跑道 是沿圓周呈波浪狀設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種馬達沖擊傳動軸，其特征在于傳動軸上端有與馬達萬向 軸聯(lián)接的石油公接頭，下端內(nèi)孔有一段多邊形孔，沖擊軸上部有一段多邊形體與傳動軸下 端多邊形孔配合連接，下端有聯(lián)接鉆頭的母扣接頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種馬達沖擊傳動軸，其特征在于所述的上徑向軸承組、中 徑向軸承組或下徑向軸承組是由內(nèi)外相互配合的特殊軸瓦組成的滑動軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種馬達沖擊傳動軸，其特征在于殼體上端設(shè)有與萬向 軸殼體聯(lián)接的錐形公扣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種馬達沖擊傳動軸，它由傳動軸、外殼、沖擊軸、上徑向軸承組、中徑向軸承組、下徑向軸承組、推力軸承組、沖擊軸承組、懸掛軸承組組成，傳動軸是一根下粗上細的管狀體，沖擊軸的形狀與傳動軸相似，沖擊軸與傳動軸連接，外有上端有公扣的殼體，傳動軸下端與沖擊軸上部的臺肩間有碟簧，外殼與傳動軸上部的臺肩間自上向下連有上徑向軸承組和推力軸承組，外殼與沖擊軸上部的臺肩間自下向上有下徑向軸承組、懸掛軸承組、內(nèi)錐形套、沖擊軸承組和中徑向軸承組依次連接，中徑向軸承組與推力軸承組通過間隔支撐套連接，沖擊軸承組為雙向推力軸承，滾動體是圓錐形滾子，其軸承殼的圓錐環(huán)形滾子跑道是沿圓周呈波浪狀設(shè)置。
文檔編號E21B6/00GK102108835SQ20101060630
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者于俊杰, 劉俊, 李緒鋒, 盛明仁, 秦利民, 蒲文學(xué) 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工程技術(shù)公司, 中國石油化工集團公司