專利名稱：一種馬達(dá)沖擊傳動(dòng)軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油、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(dá)沖擊傳動(dòng)軸。
技術(shù)背景深井硬地層、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(jī)械鉆速慢、蹩跳鉆嚴(yán)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(yán)重，井徑問題等等。針對(duì)這些問題結(jié)合在典型的中國四川地區(qū)鉆井的經(jīng)驗(yàn)，為此設(shè)計(jì)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(yàn)之后有較好的效果，但是使用壽命太短(8 20小時(shí))，沒有很好的解決這一問題。后期國外發(fā)展了負(fù)壓鉆井(氣體鉆井)技術(shù)，研制了空氣錘，效果相當(dāng)?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(jī)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(yán)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(fèi)時(shí)費(fèi)力，還存在著很大的井下安全隱患。因此，研究沖擊馬達(dá)是解決深井硬地層、超硬地層和高研磨性地層鉆井的機(jī)械鉆速問題的很好途徑。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的旨在克服現(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(jī)械鉆速，避免井下安全隱患和省時(shí)省力的馬達(dá)沖擊傳動(dòng)軸。本實(shí)用新型的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)它由傳動(dòng)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(dòng)軸是一根下粗上細(xì)的管狀體，沖擊軸的形狀與傳動(dòng)軸相似，沖擊軸與傳動(dòng)軸連接，外有上端有公扣的的殼體，傳動(dòng)軸下端與沖擊軸上部的臺(tái)肩間有碟簧，外殼與傳動(dòng)軸上部的臺(tái)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(tái)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(dòng)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。本實(shí)用新型的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)軸上端有與馬達(dá)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(dòng)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
3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(dòng)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(dá)主要有旁通閥、馬達(dá)總成、萬向軸總成、傳動(dòng)軸總成和鉆頭構(gòu)成。把原有馬達(dá)的傳動(dòng)軸換上本實(shí)用新型的沖擊傳動(dòng)軸即構(gòu)成沖擊馬達(dá)。沖擊軸下端的接頭母扣，直接聯(lián)接鉆頭。傳動(dòng)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(duì)軸向滑動(dòng)，但能傳遞扭矩和轉(zhuǎn)速。殼體的特征是一個(gè)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(dòng)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(dá)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(dòng)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(shí)就自然形成沖擊振動(dòng)，這樣就帶動(dòng)鉆頭對(duì)地層產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)沖擊，提高機(jī)械鉆速。當(dāng)循環(huán)鉆井液時(shí)，馬達(dá)的轉(zhuǎn)子在液壓作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，通過萬向軸傳遞動(dòng)力，把轉(zhuǎn)速和扭矩傳到傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸沿軸線旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)的同時(shí)，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(dòng)，當(dāng)鉆頭接觸井底施加鉆壓時(shí)，沖擊軸帶動(dòng)鉆頭對(duì)底層做沖擊運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)，對(duì)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(jī)械鉆速。本實(shí)用新型由于把現(xiàn)有馬達(dá)(螺桿馬達(dá)或渦輪馬達(dá))的傳動(dòng)軸改造成了沖擊傳動(dòng)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(jī)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(dòng)強(qiáng)度，減少了輔助作業(yè)時(shí)間，省時(shí)省力，提高了功效，減少成本消耗，達(dá)到快速鉆進(jìn)和提高鉆井工作效率的目的，避免了井下安全事故。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的B-B剖視圖；圖3是沖擊軸承結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1該沖擊傳動(dòng)軸由傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)軸承)、推力軸承組5、沖擊軸承組11、懸掛軸承組13組成， 傳動(dòng)軸1是一根下粗上細(xì)的管狀體，上端有與馬達(dá)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(dá)萬向軸聯(lián)接，沖擊軸8的形狀與傳動(dòng)軸1相似，沖擊軸8上部有一段六邊形方體與傳動(dòng)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(gè)桶狀體，上端內(nèi)徑減小，傳動(dòng)軸1下端與沖擊軸8上部的臺(tái)肩間有碟簧7，外殼2與傳動(dòng)軸1上部的臺(tái)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(tái)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(dòng)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(dá)沖擊傳動(dòng)軸，其特征在于它由傳動(dòng)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(dòng)軸是一根下粗上細(xì)的管狀體，沖擊軸的形狀與傳動(dòng)軸相似，沖擊軸與傳動(dòng)軸連接，外有上端有公扣的殼體，傳動(dòng)軸下端與沖擊軸上部的臺(tái)肩間有碟簧，外殼與傳動(dòng)軸上部的臺(tái)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(tái)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(dòng)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(dá)沖擊傳動(dòng)軸，其特征在于傳動(dòng)軸上端有與馬達(dá)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(dòng)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(dá)沖擊傳動(dòng)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(dòng)軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種馬達(dá)沖擊傳動(dòng)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。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種馬達(dá)沖擊傳動(dòng)軸，它由傳動(dòng)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(dòng)軸是一根下粗上細(xì)的管狀體，沖擊軸的形狀與傳動(dòng)軸相似，沖擊軸與傳動(dòng)軸連接，外有上端有公扣的的殼體，傳動(dòng)軸下端與沖擊軸上部的臺(tái)肩間有碟簧，外殼與傳動(dòng)軸上部的臺(tái)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(tái)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(dòng)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(hào)E21B1/26GK201943567SQ201020681238
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工程技術(shù)公司, 中國石油化工集團(tuán)公司