專利名稱：渦輪鉆具配用的支承節(jié)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種渦輪鉆具配用的支承節(jié)，屬石油鉆井井下設備技 術領域。
技術背景-
在現(xiàn)代石油鉆井工程中，渦輪鉆具已成為直井、定向井、叢式井、 大斜度井、水平井以及復雜地質條件下的最佳鉆井工具之一。渦輪鉆 具在提高機械鉆速、增加鉆頭進尺、減少鉆井成本、實現(xiàn)井身軌跡的 定向控制、確保井身質量和鉆井安全性等方面，與傳統(tǒng)的鉆盤鉆井相 比，具有極大的優(yōu)越性。
渦輪鉆具包括渦輪節(jié)和支承節(jié)。將渦輪定、轉子裝在一個單獨的 殼體內，就是渦輪節(jié)，是渦輪鉆具的動力部分；如果將止推軸承裝在 另一個單獨的殼體內，就是支承節(jié)，用以承受渦輪節(jié)產(chǎn)生的水力負荷 和鉆井時的鉆壓。
早期的渦輪鉆具采用的是橡膠一金屬止推軸承，軸承壽命比較 短，平均只有36小時；另外，橡膠不能在油基泥漿中使用，而且使
用溫度不能超過10(TC，從而限制了其使用范圍。
現(xiàn)在通常使用的渦輪鉆具都是采用開式鉆井液潤滑、冷卻型式的 支承節(jié)，這種支承節(jié)的金屬止推球軸承直接在含有磨礪性介質的鉆井 液中工作，止推球軸承磨損很快；同時由于支承節(jié)本身結構的影響， 使支承節(jié)在裝配過程中無法控制或保證止推球軸承的游隙，以至于止 推球軸承在工作時鋼球經(jīng)常破裂或破碎，極大地影響了支承節(jié)的使用 壽命。所以支承節(jié)的壽命一直較低，平均的使用壽命不超過100小時。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于改進現(xiàn)有的支承節(jié)的結構，提供一種渦輪鉆 具配用的支承節(jié)，使之能減少止推軸承的破裂或破碎，滿足止推軸承 的潤滑和散熱，提高支承節(jié)及其止推軸承的使用壽命，具有安全、高 效、長壽命的特點。
本發(fā)明是通過如下技術方案來實現(xiàn)上述目的的。
在渦輪鉆具配用的支承節(jié)的結構中，設置有上扶正軸承(8)、下
扶正軸承(12)、止推軸承組(11);下扶正軸承、止推軸承組、上扶
正軸承順次安裝在主軸(4)上，通過聯(lián)接軸(5)與主軸之間的螺紋
連接，將下扶正軸承、止推軸承組、上扶正軸承壓緊在主軸上；上接 頭、下接頭與殼體之間通過螺紋連接，以壓緊下扶正軸承、止推軸承 組、上扶正軸承等零部件的外圈。在上扶正軸承和止推軸承組之間裝
有調整套(9)和調整套(10)，在上扶正軸承的頂端裝有調整套(6)。 上、下扶正軸承內圈本體的外表面和外圈本體的內表面均采用硬質合 金和碳化鎢粉末燒結而成。上扶正軸承的外圈設計成套圈環(huán)的結構形 式，直接套放在殼體的上端，上扶正軸承外圈的頂部與上接頭內壁的 下端部有一間隙(7)。在主軸(4)的下部開有一周外凹槽，在下接 頭(3)的相應位置也開有一周內凹槽，并在下接頭的外表面開有-帶螺紋的絲堵孔(14)與內凹槽相通，將若干個鋼球(13)置于凹槽 內，用絲堵將絲堵孔封住。
本發(fā)明與現(xiàn)有的技術相比具有如下有益效果
1、 扶正軸承內圈本體的外表面和外圈本體的內表面采用硬質合 金和碳化鎢粉末燒結，可對含有磨礪性介質的鉆井液進行研磨和過 濾，從而使止推軸承組在極細的鉆井液中工作，實現(xiàn)潤滑和冷卻，極 大地降低了止推軸承組的磨損。
2、 通過螺紋聯(lián)接與調整上扶正軸承外圈的頂部與上接頭內壁的 下端部的間隙，可確保支承節(jié)在裝配過程中和正常工作時的止推軸承 組的游隙，極大地減少了止推軸承組中鋼球的破裂或破碎。
3、 采用在凹槽中加入鋼球以及封住絲堵孔的方法，可防止渦輪 鉆具支承節(jié)主軸的脫落，減少落井事故的發(fā)生，極大地提高了渦輪鉆 具鉆井的安全性。
4、 本發(fā)明結構簡單，制造、使用方便，具有安全、高效、長壽 命的特點。
圖1為本發(fā)明的總體結構示意圖。 圖2為本發(fā)明的上扶正軸承部分的結構示意圖。 在圖中，l.上接頭，2.殼體，3.下接頭，4.主軸，5.聯(lián)接軸，
6.調整套，7.間隙，8.上扶正軸承，9.調整套，IO.調整套，11.止
推軸承組，12.下扶正軸承，13.鋼球，14.絲堵孔。
具體實施例方式
本渦輪鉆具配用的支承節(jié)由上接頭(1)、殼體(2)、下接頭(3)、 主軸(4)、聯(lián)接軸(5)、調整套(6)、上扶正軸承(8)、調整套(9)、調整套(10)、止推軸承組(11)、下扶正軸承(12)、鋼球(13)等 組成。將下扶正軸承、止推軸承組、上扶正軸承順次安裝在主軸(4) 上，通過聯(lián)接軸(5)與主軸的之間的螺紋連接，將下扶正軸承、止 推軸承組、上扶正軸承壓緊在主軸上。外部安裝有下接頭、殼體和上 接頭，上接頭和下接頭分別與殼體兩端螺紋連接，以壓緊下扶正軸承、 止推軸承組、上扶正軸承等零部件的外圈。在上扶正軸承和止推軸承 組之間裝有調整套(9)和調整套(10)，在上扶正軸承的上端裝有調 整套(6)。上、下扶正軸承內圈本體的外表面和外圈本體的內表面均 采用硬質合金和碳化鎢粉末燒結而成。上扶正軸承的外圈設計成套圈 環(huán)的結構形式，直接套放在殼體的上端，上扶正軸承外圈的頂部與上 接頭內壁的下端部有一間隙(7)，可通過上接頭與殼體的螺紋連接 對間隙的大小進行調整。在主軸(4)的下部開有一周外凹槽，在下 接頭(3)的相應位置也開有一周內凹槽，并在下接頭的外表面開有 一帶螺紋的絲堵孔(14)與內凹槽相通，當下接頭安裝在主軸上后， 將若干個鋼球(13)通過絲堵孔裝入凹槽內，最后用絲堵將絲堵孔封 住。
工作時，支承節(jié)的上接頭(1)與最后一級渦輪節(jié)的下螺紋聯(lián)接， 這時支承節(jié)上端的聯(lián)接軸(5)與上一節(jié)渦輪節(jié)的花鍵套自動聯(lián)接； 支承節(jié)主軸(4)的下部螺紋與相配的鉆頭聯(lián)接。當鉆井液通過渦輪 定、轉子時，渦輪節(jié)將液體能轉換成機械能，輸出扭矩通過花鍵套傳 遞給支承節(jié)的主軸，驅動鉆頭的旋轉運動，進行巖石破碎。鉆井液從 渦輪節(jié)通過花鍵軸的流道進入支承節(jié)，少量的鉆井液通過上扶正軸承的內圈與外圈之間的空隙進入止推軸承組，對止推軸承組進行潤滑和 冷卻，由于上扶正軸承內圈本體的外表面和外圈本體的內表面均采用 硬質合金和碳化鎢粉末燒結而成，硬度很大，故可對流經(jīng)的含有磨礪 性介質的鉆井液進行研磨和過濾，從而使止推軸承組在極細的鉆井液 中工作，實現(xiàn)潤滑和冷卻，極大地降低了止推軸承組的磨損。大部分 的鉆井液通過主軸的流道直接流至鉆頭部位，通過鉆頭的水眼流出， 沖洗井底，隨著鉆井液從鉆具底部流回地面，鉆頭破碎的巖屑也被攜 帶出來，不但完成鉆井液的循環(huán)，而且有利于鉆頭的繼續(xù)鉆進。
權利要求
1、一種由上接頭(1)、殼體(2)、下接頭(3)、主軸(4)等組成的渦輪鉆具配用的支承節(jié)，其特征在于在其結構中設置有上扶正軸承(8)、下扶正軸承(12)、止推軸承組(11)；下扶正軸承、止推軸承組、上扶正軸承順次安裝在主軸上，通過聯(lián)接軸(5)與主軸之間的螺紋連接，將下扶正軸承、止推軸承組、上扶正軸承壓緊在主軸上；上接頭、下接頭與殼體之間通過螺紋連接，以壓緊下扶正軸承、止推軸承組、上扶正軸承等零部件的外圈。
2、 根據(jù)權利要求1所述的渦輪鉆具配用的支承節(jié)，其特征在于 在上扶正軸承和止推軸承組之間裝有調整套(9)和調整套(10)，在 上扶正軸承的頂端裝有調整套(6)。
3、 根據(jù)權利要求2所述的渦輪鉆具配用的支承節(jié)，其特征在于上、下扶正軸承內圈本體的外表面和外圈本體的內表面均采用硬質合 金和碳化鎢粉末燒結而成。
4、 根據(jù)權利要求3所述的渦輪鉆具配用的支承節(jié)，其特征在于 上扶正軸承的外圈設計成套圈環(huán)的結構形式，直接套放在殼體的上 端，上扶正軸承外圈的頂部與上接頭內壁的下端部有一間隙(7)。
5、 根據(jù)權利要求4所述的渦輪鉆具配用的支承節(jié)，其特征在于 在主軸(4)的下部開有一周外凹槽，在下接頭(3)的相應位置也開 有一周內凹槽，并在下接頭的外表面開有一帶螺紋的絲堵孔(14)與 內凹槽相通，將若千個鋼球(13)置于凹槽內，用絲堵將絲堵孔封住。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦輪鉆具配用的支承節(jié)，其特征在于在其結構中將下扶正軸承(12)、止推軸承組(11)、上扶正軸承(8)順次安裝在主軸(4)上，通過聯(lián)接軸(5)與主軸的之間的螺紋連接將其壓緊在主軸上；上接頭(1)、下接頭(3)與殼體(2)之間通過螺紋連接，以壓緊安裝在主軸上的零部件的外圈；在上扶正軸承和止推軸承組之間裝有調整套(9)和調整套(10)，在上扶正軸承的上端裝有調整套(6)；上、下扶正軸承內圈本體的外表面和外圈本體的內表面均采用硬質合金和碳化鎢粉末燒結而成；上扶正軸承的外圈設計成套圈環(huán)的結構形式，直接套放在殼體的上端，其頂部與上接頭內壁的下端部有一間隙(7)。本發(fā)明結構簡單，制造、使用方便，具有安全、高效、長壽命的特點。
文檔編號E21B12/00GK101173599SQ20061011418
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月1日 優(yōu)先權日2006年11月1日
發(fā)明者定 馮, 聶家強 申請人:長江大學