一種滾珠式井下動力工具的製作方法

2023-12-09 05:17:46

一種滾珠式井下動力工具的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種滾珠式井下動力工具，是由定子外壁、強力彈簧、定子組件、轉子組件、密封軸承、輸出軸、數個滾珠和滾珠臺階組成，定子外壁上端固定設置在鑽杆上，強力彈簧、定子組件、轉子組件、密封軸承、輸出軸、滾珠和滾珠臺階分別設置在定子外壁內；定子外壁與鑽杆相連，強力彈簧可使轉子因巖屑等卡死時，定子可上移一定距離，定子下側設有球窩，滾珠在定子下側的球窩中上下運動，滾珠臺階上的通道，供流體流出，轉子帶動下側輸出軸轉動。本實用新型可根據實際要求的不同扭矩安裝不同尺寸大小的滾珠，變成並聯或者串聯的多級式動力工具，加工製作容易，使用範圍廣，對泥漿適應性強，即使泥漿中有少量顆粒也不會發生卡死現象。
【專利說明】
一種滾珠式井下動力工具
技術領域
[0001]本實用新型涉及井下動力工具，特別涉及一種滾珠式井下動力工具。【背景技術】
[0002]目前，我國淺層的礦藏和常規油氣資源越來越少，品位也越來越低，為此，深部礦藏的開發成為國家可持續發展必不可少的途徑之一。實踐表明，井下動力鑽具可以使鑽頭取得較高的機械鑽速和大幅度降低鑽探成本，在深井鑽進中體現更加明顯，現有井下動力鑽具以渦輪鑽具和螺杆鑽具為主，渦輪鑽具有軟的機械特性，過載能力差，隨著鑽壓增大會引起轉速下降，甚至造成制動;螺杆鑽具有硬的機械特性，過載能力強，轉速明顯低於渦輪鑽具，定子橡膠耐高溫程度低，軸承易損壞。
【發明內容】

[0003]本實用新型的目的是要解決上述現有井下動力鑽具以渦輪鑽具和螺杆鑽具為主， 渦輪鑽具有軟的機械特性，過載能力差，隨著鑽壓增大會引起轉速下降，甚至造成制動；螺杆鑽具有硬的機械特性，過載能力強，轉速明顯低於渦輪鑽具，定子橡膠耐高溫程度低，軸承易損壞等問題，而提供一種滾珠式井下動力工具。
[0004]本實用新型是由定子外壁、強力彈簧、定子組件、轉子組件、密封軸承、輸出軸、數個滾珠和滾珠臺階組成，定子外壁上端固定設置在鑽杆上，強力彈簧、定子組件、轉子組件、 密封軸承、輸出軸、滾珠和滾珠臺階分別設置在定子外壁內；強力彈簧設置在定子外壁上端，定子組件設置在強力彈簧下端，轉子組件設置在定子組件下端，密封軸承設置定子組件和轉子組件之間，輸出軸設置在定子組件和轉子組件內；
[0005]所述定子外壁內側開設有鍵槽和內螺紋；
[0006]所述定子組件包括第一定子和數個第二定子，轉子組件包括第一轉子和數個第二轉子，第一定子設置在第一轉子上，密封軸承設置在第一定子與第一轉子之間，數個第二定子與數個第二轉子交錯設置；
[0007]所述第一定子和第二定子下側開設有球窩，頂端和側面開設有水口和側水槽；
[0008]所述第一轉子和第二轉子上開設有轉子上凹槽和轉子下凹槽；
[0009]所述第二定子的數量為二，所述第二轉子的數量為二；
[0010]所述滾珠設置在球窩內，滾珠臺階設置在轉子上凹槽內；[〇〇11]所述滾珠臺階數量為三。[〇〇12]本實用新型的工作原理和過程:
[0013]工作時，高壓流體由定子入水口流入球窩，高壓流體推動滾珠下移，滾珠下移後會讓開側水槽，流體會通過側水槽流入定子組件與轉子組件間環形空隙，環形空隙一端被滾珠臺階堵住，另一端被滾珠堵住，在流體注入的同時，環形空隙中壓力升高，流體推動滾珠臺階，使轉子組件轉動，滾珠則在轉子上凹槽內滾動，滾珠的另一側環形間隙與滾珠臺階另一面的水口相連通，可在此環形空間縮小時用於排出流體，當滾珠滾動到滾珠臺階上時，滾珠上移，堵住球窩頂端的水口，滾珠滾下滾珠臺階時，球窩頂端水口重新打開，如此往復循環，使轉子組件帶動輸出軸不停轉動，滾動過程中如果有巖肩等卡住滾珠，定子組件會沿著鍵槽上移，壓縮強力彈簧，防止卡死，流體的流入由滾珠控制，流體由球窩的側凹槽單側流入，滾珠臺階單側流出，使滾珠臺階單側受力，從而轉子組件旋轉，定子組件與轉子組件上下布置，定子組件可壓縮強力彈簧上移一定距離，防止卡死現象的發生。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]本實用新型結構簡單，安裝、拆卸方便，過載能力強，耐高溫程度強，軸承不易損壞，可根據實際要求的不同扭矩設計不同尺寸大小的滾珠，亦可設計成並聯或者串聯的多級式動力工具，加工製作容易，使用範圍廣，對泥漿適應性強，即使泥漿中有少量顆粒也不會發生卡死現象。【附圖說明】

[0016]圖1是本實用新型的剖視圖。
[0017]圖2是本實用新型的俯視圖。【具體實施方式】
[0018]請參閱圖1和圖2所示，本實用新型是由定子外壁1、強力彈簧2、定子組件3、轉子組件4、密封軸承5、輸出軸6、數個滾珠8和滾珠臺階9組成，定子外壁1上端固定設置在鑽杆上， 強力彈簧2、定子組件3、轉子組件4、密封軸承5、輸出軸6、滾珠8和滾珠臺階9分別設置在定子外壁1內；強力彈簧2設置在定子外壁1上端，定子組件3設置在強力彈簧2下端，轉子組件4 設置在定子組件3下端，密封軸承5設置定子組件3和轉子組件4之間，輸出軸6設置在定子組件3和轉子組件4內；
[0019]所述定子外壁1內側開設有鍵槽17和內螺紋19;
[0020]所述定子組件3包括第一定子31和數個第二定子32,轉子組件4包括第一轉子41和數個第二轉子42,第一定子31設置在第一轉子41上，密封軸承5設置在第一定子31與第一轉子41之間，數個第二定子32與數個第二轉子42交錯設置；
[0021]所述第一定子31和第二定子32下側開設有球窩7,頂端和側面開設有水口 12和側水槽14;[〇〇22]所述第一轉子41和第二轉子42上開設有轉子上凹槽15和轉子下凹槽10;[〇〇23]所述第二定子32的數量為二，所述第二轉子42的數量為二；[〇〇24]所述滾珠8設置在球窩7內，滾珠臺階9設置在轉子上凹槽15內；[〇〇25]所述滾珠臺階9數量為三。[〇〇26]本實用新型的工作原理和過程:
[0027] 請參閱圖1和圖2所示，工作時，高壓流體由定子入水口 18流入球窩7，高壓流體推動滾珠8下移，滾珠下移後會讓開側水槽14,流體會通過側水槽14流入定子組件3與轉子組件4間環形空隙，環形空隙一端被滾珠臺階9堵住，另一端被滾珠8堵住，在流體注入的同時， 環形空隙中壓力升高，流體推動滾珠臺階9,使轉子組件4轉動，滾珠8則在轉子上凹槽15內滾動，滾珠8的另一側環形間隙與滾珠臺階9另一面的水口相連通，可在此環形空間縮小時用於排出流體，當滾珠8滾動到滾珠臺階9上時，滾珠8上移，堵住球窩7頂端的水口，滾珠8滾下滾珠臺階9時，球窩7頂端水口重新打開，如此往復循環，使轉子組件4帶動輸出軸6不停轉動，滾動過程中如果有巖肩等卡住滾珠8，定子組件3會沿著鍵槽17上移，壓縮強力彈簧2，防止卡死，流體的流入由滾珠8控制，流體由球窩7的側凹槽14單側流入，滾珠臺階9單側流出， 使滾珠臺階9單側受力，從而轉子組件4旋轉，定子組件3與轉子組件4上下布置，定子組件3 可壓縮強力彈簧2上移一定距離，防止卡死現象的發生。
【主權項】
1.一種滾珠式井下動力工具，其特徵在於:是由定子外壁(I)、強力彈簧(2)、定子組件(3)、轉子組件(4)、密封軸承(5)、輸出軸(6)、數個滾珠(8)和滾珠臺階(9)組成，定子外壁(I)上端固定設置在鑽杆上，強力彈簧(2)、定子組件(3)、轉子組件(4)、密封軸承(5)、輸出軸(6)、滾珠(8)和滾珠臺階(9)分別設置在定子外壁(I)內；強力彈簧(2)設置在定子外壁(I)上端，定子組件(3)設置在強力彈簧(2)下端，轉子組件(4)設置在定子組件(3)下端，密封軸承(5)設置定子組件(3)和轉子組件(4)之間，輸出軸(6)設置在定子組件(3)和轉子組件⑷內； 所述定子外壁(I)內側開設有鍵槽(17)和內螺紋(19)。2.根據權利要求1所述的一種滾珠式井下動力工具，其特徵在於:所述定子組件(3)包括第一定子(31)和數個第二定子(32)，轉子組件(4)包括第一轉子(41)和數個第二轉子(42)，第一定子(31)設置在第一轉子(41)上，密封軸承(5)設置在第一定子(31)與第一轉子(41)之間，數個第二定子(32)與數個第二轉子(42)交錯設置； 所述第一定子(31)和第二定子(32)下側開設有球窩(7)，頂端和側面開設有水口(12)和側水槽(14)； 所述第一轉子(41)和第二轉子(42)上開設有轉子上凹槽(15)和轉子下凹槽(10)。3.根據權利要求2所述的一種滾珠式井下動力工具，其特徵在於:所述第二定子(32)的數量為二，所述第二轉子(42)的數量為二。4.根據權利要求1或2所述的一種滾珠式井下動力工具，其特徵在於:所述滾珠(8)設置在球窩(7)內，滾珠臺階(9)設置在轉子上凹槽(15)內。5.根據權利要求1所述的一種滾珠式井下動力工具，其特徵在於:所述滾珠臺階(9)數量為三。
【文檔編號】E21B4/02GK205713958SQ201620534884
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月5日
【發明人】高科, 張野, 馬宇, 張鑫全, 周正, 蔣亞東
【申請人】吉林大學