本實用新型涉及鉆井設(shè)備領(lǐng)域，具體而言涉及一種高效抗沖的螺桿鉆具。

背景技術(shù)：

螺桿鉆具(PDM drill)，是一種以鉆井液為動力，把液體壓力能轉(zhuǎn)為機械能的容積式井下動力鉆具。當(dāng)泥漿泵泵出的泥漿流經(jīng)旁通閥進(jìn)入馬達(dá)，在馬達(dá)的進(jìn)、出口形成一定的壓力差，推動轉(zhuǎn)子繞定子的軸線旋轉(zhuǎn)，并將轉(zhuǎn)速和扭矩通過萬向軸和傳動軸傳遞給鉆頭，從而實現(xiàn)鉆井作業(yè)。但現(xiàn)有的螺桿鉆具的鉆進(jìn)效率比較低下，效率難以提升，不能適應(yīng)多種復(fù)雜環(huán)境下的工作需要。螺桿鉆具與鉆頭等組成井底鉆具組合，位于整個鉆柱的最底層，直接為鉆頭提供破巖動力，可以有效的提高機械鉆進(jìn)速度，實現(xiàn)定向造斜功能。

螺桿鉆具主要由旁通閥、定子、轉(zhuǎn)子、萬向軸總成、傳動軸總成組成。鉆井中鉆具和鉆頭在大鉆壓下，通過鉆具輸出大的轉(zhuǎn)矩的情況下進(jìn)行鉆進(jìn)，尤其是牙輪鉆頭是靠牙輪齒不斷壓碎巖石來進(jìn)行鉆進(jìn)，在碳石受壓力破碎的瞬間就產(chǎn)生了震動和沖擊。在礫石層或硬度大并具穩(wěn)固較差的底層中往往表現(xiàn)的尤為突出，甚至出現(xiàn)跳鉆現(xiàn)象。如果出現(xiàn)跳鉆會產(chǎn)生共振作用，能使數(shù)千米的鉆桿鉆具一起跳動，對鉆桿、鉆具、鉆頭破壞力極大。震動會對井壁造成較大的破壞力，會發(fā)生坍塌掉快。大量掉快的聚積會產(chǎn)生卡鉆等井下事故?，F(xiàn)有螺桿鉆具承主要通過串軸承承受鉆進(jìn)壓力。

萬向節(jié)受沖擊損害同樣較大，沖擊容易導(dǎo)致花瓣和鋼球的損壞，減少了正常使用壽命。鉆具的各個連接扣也容易因為沖擊震動發(fā)生松動和開扣，發(fā)生落井事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種高效抗沖的螺桿鉆具，可減輕或者消除在鉆進(jìn)過程中的跳鉆和沖擊振動，減少對鉆具和鉆頭的損害，提高鉆具的使用壽命。設(shè)置性能更好的馬達(dá)總成的中空轉(zhuǎn)子上的軸向孔，有效增加鉆頭的馬力和泥漿的上返速度，提高鉆頭的工作效率，提高鉆進(jìn)速度和鉆井質(zhì)量。

一種高效抗沖的螺桿鉆具，包括依次連接的代用接頭、馬達(dá)總成、萬向軸總成以及傳動軸總成，其中：

代用接頭通過螺紋連接到馬達(dá)總成；

馬達(dá)總成包括定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子位于定子內(nèi)并且相互嚙合，并且利用轉(zhuǎn)子與定子的導(dǎo)程差形成螺旋密封線與螺旋密封腔，螺旋密封腔隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而沿著轉(zhuǎn)子的軸向移動；定子齒數(shù)比轉(zhuǎn)子齒數(shù)多一個；所述轉(zhuǎn)子為中空轉(zhuǎn)子并設(shè)置有兩個沿著轉(zhuǎn)子縱長軸線方向的通孔，其中一個通孔的截面直徑大于另一個通孔的截面直徑；

萬向軸總成連接在馬達(dá)總成與傳動軸總成之間，用于將馬達(dá)總成輸出的行星運動轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃虞S總成的定軸轉(zhuǎn)動，以將馬達(dá)總成產(chǎn)生的扭矩及轉(zhuǎn)速傳遞給傳動軸總成再傳遞至鉆頭；

所述傳動軸總成包括上殼體、下殼體和傳動軸，上殼體和下殼體連接組合構(gòu)成傳動軸總成的包覆結(jié)構(gòu)，所述傳動軸橫穿所述包覆結(jié)構(gòu)，所述傳動軸限定了用于連接鉆頭的第一端和用于連接萬向軸總成的第二端，該傳動軸構(gòu)造成一根自第一端至第二端外徑逐漸減小的四段式階梯軸，具有依次設(shè)置的第一軸段、第二軸段、第三軸段和第四軸段，所述第二軸段的外圓周表面套設(shè)有第一靜徑向軸承、第一動徑向軸承以及位于二者之間的第一緩沖件；所述第四軸段的外圓周表面套設(shè)有第二靜徑向軸承、第二動徑向軸承和位于二者之間的第二緩沖件；所述第三軸段的外圓周表面套設(shè)有推力軸承。

進(jìn)一步的實施例中，所述第一靜徑向軸承的外周面與所述下殼體的內(nèi)壁面摩擦配合，第二靜徑向軸承的外周面均與所述上殼體的內(nèi)壁面摩擦配合。

進(jìn)一步的實施例中，所述第一動徑向軸承與第二動徑向軸承、第一靜徑向軸承與第二靜徑向軸承均為硬質(zhì)合金軸承。

進(jìn)一步的實施例中，所述第一緩沖件和第二緩沖件均為彈簧。

進(jìn)一步的實施例中，所述第一緩沖件和第二緩沖件均為扁平式的壓簧。

進(jìn)一步的實施例中，所述第一緩沖件和第二緩沖件均為由多組扁平式壓簧構(gòu)成的彈簧組件。

有益效果：本實用新型的抗沖擊的螺桿鉆具，可減輕或者消除在鉆進(jìn)過程中的跳鉆和沖擊振動，減少對鉆具和鉆頭的損害，提高鉆具的使用壽命，并且增加了鉆進(jìn)的安全性和鉆井速度。并通過有效增加鉆頭的馬力和泥漿的上返速度，提高鉆頭的工作效率，提高鉆進(jìn)速度和鉆井質(zhì)量。

應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的實用新型主題的一部分。另外，所要求保護(hù)的主題的所有組合都被視為本公開的實用新型主題的一部分。

結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本實用新型教導(dǎo)的前述和其他方面、實施例和特征。本實用新型的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本實用新型教導(dǎo)的具體實施方式的實踐中得知。

附圖說明

附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標(biāo)號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標(biāo)記。現(xiàn)在，將通過例子并參考附圖來描述本實用新型的各個方面的實施例，其中：

圖1是本實用新型的高效抗沖的螺桿鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型的高效抗沖的螺桿鉆具的傳動軸總成的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是是本實用新型的高效抗沖的螺桿鉆具的馬達(dá)的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了更了解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。

在本公開中參照附圖來描述本實用新型的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本實用新型的所有方面。應(yīng)當(dāng)理解，上面介紹的多種構(gòu)思和實施例，以及下面更加詳細(xì)地描述的那些構(gòu)思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本實用新型所公開的構(gòu)思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本實用新型公開的一些方面可以單獨使用，或者與本實用新型公開的其他方面的任何適當(dāng)組合來使用。

結(jié)合圖1、圖2-3，一種高效抗沖的螺桿鉆具，包括依次連接的代用接頭1、馬達(dá)總成2、萬向軸總成3以及傳動軸總成4。

代用接頭1通過螺紋連接到馬達(dá)總成2。

馬達(dá)總成2包括定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子位于定子內(nèi)并且相互嚙合，并且利用轉(zhuǎn)子與定子的導(dǎo)程差形成螺旋密封線與螺旋密封腔，螺旋密封腔隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而沿著轉(zhuǎn)子的軸向移動；定子齒數(shù)比轉(zhuǎn)子齒數(shù)多一個。例如定子齒數(shù)與轉(zhuǎn)子齒數(shù)為8:7。

萬向軸總成3連接在馬達(dá)總成2與傳動軸總成4之間，用于將馬達(dá)總成輸出的行星運動轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃虞S總成的定軸轉(zhuǎn)動，以將馬達(dá)總成產(chǎn)生的扭矩及轉(zhuǎn)速傳遞給傳動軸總成再傳遞至鉆頭。

萬向軸總成3中包括一個可調(diào)節(jié)彎度的外殼以及位于外殼內(nèi)的萬向節(jié)，連接至馬達(dá)總成。

結(jié)合圖2，所述傳動軸總成4包括上殼體41、下殼體42和傳動軸43，上殼體41和下殼體42連接組合構(gòu)成傳動軸總成的包覆結(jié)構(gòu)，所述傳動軸43橫穿所述包覆結(jié)構(gòu)。

所述傳動軸43限定了用于連接鉆頭的第一端43A和用于連接萬向軸總成的第二端43B，該傳動軸構(gòu)造成一根自第一端至第二端外徑逐漸減小的四段式階梯軸，具有依次設(shè)置的第一軸段43-1、第二軸段43-2、第三軸段43-3和第四軸段43-4，所述第二軸段43-2的外圓周表面套設(shè)有第一靜徑向軸承51A、第一動徑向軸承51B以及位于二者之間的第一緩沖件51C；所述第四軸段43-4的外圓周表面套設(shè)有第二靜徑向軸承52A、第二動徑向軸承52B和位于二者之間的第二緩沖件52C；所述第三軸段43-3的外圓周表面套設(shè)有推力軸承53。

所述第一靜徑向軸承51A的外周面與所述下殼體42的內(nèi)壁面摩擦配合，第二靜徑向軸承52A的外周面均與所述上殼體41的內(nèi)壁面摩擦配合。

優(yōu)選地，所述第一動徑向軸承與第二動徑向軸承、第一靜徑向軸承與第二靜徑向軸承均為硬質(zhì)合金軸承。

優(yōu)選地，所述第一緩沖件51C和第二緩沖件52C均為彈簧。

進(jìn)一步的實施例中，所述第一緩沖件51C和第二緩沖件52C均為扁平式的壓簧。

進(jìn)一步的實施例中，所述第一緩沖件51C和第二緩沖件52C均為由多組扁平式壓簧構(gòu)成的彈簧組件。

所述轉(zhuǎn)子32為中空轉(zhuǎn)子并設(shè)置有兩個沿著轉(zhuǎn)子縱長軸線方向的通孔，結(jié)合圖3所示，其中一個通孔的截面直徑大于另一個通孔的截面直徑。定子31為一個鋼管，并且該鋼管的內(nèi)壁上壓注有橡膠襯套。所述橡膠襯套所形成的內(nèi)孔呈現(xiàn)螺旋狀。

雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本實用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。