一種滾珠式井下動(dòng)力工具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種滾珠式井下動(dòng)力工具，是由定子外壁、強(qiáng)力彈簧、定子組件、轉(zhuǎn)子組件、密封軸承、輸出軸、數(shù)個(gè)滾珠和滾珠臺(tái)階組成，定子外壁上端固定設(shè)置在鉆桿上，強(qiáng)力彈簧、定子組件、轉(zhuǎn)子組件、密封軸承、輸出軸、滾珠和滾珠臺(tái)階分別設(shè)置在定子外壁內(nèi)；定子外壁與鉆桿相連，強(qiáng)力彈簧可使轉(zhuǎn)子因巖屑等卡死時(shí)，定子可上移一定距離，定子下側(cè)設(shè)有球窩，滾珠在定子下側(cè)的球窩中上下運(yùn)動(dòng)，滾珠臺(tái)階上的通道，供流體流出，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)下側(cè)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型可根據(jù)實(shí)際要求的不同扭矩安裝不同尺寸大小的滾珠，變成并聯(lián)或者串聯(lián)的多級(jí)式動(dòng)力工具，加工制作容易，使用范圍廣，對(duì)泥漿適應(yīng)性強(qiáng)，即使泥漿中有少量顆粒也不會(huì)發(fā)生卡死現(xiàn)象。
【專利說(shuō)明】
一種滾珠式井下動(dòng)力工具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及井下動(dòng)力工具，特別涉及一種滾珠式井下動(dòng)力工具?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，我國(guó)淺層的礦藏和常規(guī)油氣資源越來(lái)越少，品位也越來(lái)越低，為此，深部礦藏的開發(fā)成為國(guó)家可持續(xù)發(fā)展必不可少的途徑之一。實(shí)踐表明，井下動(dòng)力鉆具可以使鉆頭取得較高的機(jī)械鉆速和大幅度降低鉆探成本，在深井鉆進(jìn)中體現(xiàn)更加明顯，現(xiàn)有井下動(dòng)力鉆具以渦輪鉆具和螺桿鉆具為主，渦輪鉆具有軟的機(jī)械特性，過(guò)載能力差，隨著鉆壓增大會(huì)引起轉(zhuǎn)速下降，甚至造成制動(dòng);螺桿鉆具有硬的機(jī)械特性，過(guò)載能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)速明顯低于渦輪鉆具，定子橡膠耐高溫程度低，軸承易損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是要解決上述現(xiàn)有井下動(dòng)力鉆具以渦輪鉆具和螺桿鉆具為主， 渦輪鉆具有軟的機(jī)械特性，過(guò)載能力差，隨著鉆壓增大會(huì)引起轉(zhuǎn)速下降，甚至造成制動(dòng)；螺桿鉆具有硬的機(jī)械特性，過(guò)載能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)速明顯低于渦輪鉆具，定子橡膠耐高溫程度低，軸承易損壞等問(wèn)題，而提供一種滾珠式井下動(dòng)力工具。
[0004]本實(shí)用新型是由定子外壁、強(qiáng)力彈簧、定子組件、轉(zhuǎn)子組件、密封軸承、輸出軸、數(shù)個(gè)滾珠和滾珠臺(tái)階組成，定子外壁上端固定設(shè)置在鉆桿上，強(qiáng)力彈簧、定子組件、轉(zhuǎn)子組件、 密封軸承、輸出軸、滾珠和滾珠臺(tái)階分別設(shè)置在定子外壁內(nèi)；強(qiáng)力彈簧設(shè)置在定子外壁上端，定子組件設(shè)置在強(qiáng)力彈簧下端，轉(zhuǎn)子組件設(shè)置在定子組件下端，密封軸承設(shè)置定子組件和轉(zhuǎn)子組件之間，輸出軸設(shè)置在定子組件和轉(zhuǎn)子組件內(nèi)；
[0005]所述定子外壁內(nèi)側(cè)開設(shè)有鍵槽和內(nèi)螺紋；
[0006]所述定子組件包括第一定子和數(shù)個(gè)第二定子，轉(zhuǎn)子組件包括第一轉(zhuǎn)子和數(shù)個(gè)第二轉(zhuǎn)子，第一定子設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子上，密封軸承設(shè)置在第一定子與第一轉(zhuǎn)子之間，數(shù)個(gè)第二定子與數(shù)個(gè)第二轉(zhuǎn)子交錯(cuò)設(shè)置；
[0007]所述第一定子和第二定子下側(cè)開設(shè)有球窩，頂端和側(cè)面開設(shè)有水口和側(cè)水槽；
[0008]所述第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子上開設(shè)有轉(zhuǎn)子上凹槽和轉(zhuǎn)子下凹槽；
[0009]所述第二定子的數(shù)量為二，所述第二轉(zhuǎn)子的數(shù)量為二；
[0010]所述滾珠設(shè)置在球窩內(nèi)，滾珠臺(tái)階設(shè)置在轉(zhuǎn)子上凹槽內(nèi)；[〇〇11]所述滾珠臺(tái)階數(shù)量為三。[〇〇12]本實(shí)用新型的工作原理和過(guò)程:
[0013]工作時(shí)，高壓流體由定子入水口流入球窩，高壓流體推動(dòng)滾珠下移，滾珠下移后會(huì)讓開側(cè)水槽，流體會(huì)通過(guò)側(cè)水槽流入定子組件與轉(zhuǎn)子組件間環(huán)形空隙，環(huán)形空隙一端被滾珠臺(tái)階堵住，另一端被滾珠堵住，在流體注入的同時(shí)，環(huán)形空隙中壓力升高，流體推動(dòng)滾珠臺(tái)階，使轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠則在轉(zhuǎn)子上凹槽內(nèi)滾動(dòng)，滾珠的另一側(cè)環(huán)形間隙與滾珠臺(tái)階另一面的水口相連通，可在此環(huán)形空間縮小時(shí)用于排出流體，當(dāng)滾珠滾動(dòng)到滾珠臺(tái)階上時(shí)，滾珠上移，堵住球窩頂端的水口，滾珠滾下滾珠臺(tái)階時(shí)，球窩頂端水口重新打開，如此往復(fù)循環(huán)，使轉(zhuǎn)子組件帶動(dòng)輸出軸不停轉(zhuǎn)動(dòng)，滾動(dòng)過(guò)程中如果有巖肩等卡住滾珠，定子組件會(huì)沿著鍵槽上移，壓縮強(qiáng)力彈簧，防止卡死，流體的流入由滾珠控制，流體由球窩的側(cè)凹槽單側(cè)流入，滾珠臺(tái)階單側(cè)流出，使?jié)L珠臺(tái)階單側(cè)受力，從而轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)，定子組件與轉(zhuǎn)子組件上下布置，定子組件可壓縮強(qiáng)力彈簧上移一定距離，防止卡死現(xiàn)象的發(fā)生。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:
[0015]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、拆卸方便，過(guò)載能力強(qiáng)，耐高溫程度強(qiáng)，軸承不易損壞，可根據(jù)實(shí)際要求的不同扭矩設(shè)計(jì)不同尺寸大小的滾珠，亦可設(shè)計(jì)成并聯(lián)或者串聯(lián)的多級(jí)式動(dòng)力工具，加工制作容易，使用范圍廣，對(duì)泥漿適應(yīng)性強(qiáng)，即使泥漿中有少量顆粒也不會(huì)發(fā)生卡死現(xiàn)象。【附圖說(shuō)明】

[0016]圖1是本實(shí)用新型的剖視圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型的俯視圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]請(qǐng)參閱圖1和圖2所示，本實(shí)用新型是由定子外壁1、強(qiáng)力彈簧2、定子組件3、轉(zhuǎn)子組件4、密封軸承5、輸出軸6、數(shù)個(gè)滾珠8和滾珠臺(tái)階9組成，定子外壁1上端固定設(shè)置在鉆桿上， 強(qiáng)力彈簧2、定子組件3、轉(zhuǎn)子組件4、密封軸承5、輸出軸6、滾珠8和滾珠臺(tái)階9分別設(shè)置在定子外壁1內(nèi)；強(qiáng)力彈簧2設(shè)置在定子外壁1上端，定子組件3設(shè)置在強(qiáng)力彈簧2下端，轉(zhuǎn)子組件4 設(shè)置在定子組件3下端，密封軸承5設(shè)置定子組件3和轉(zhuǎn)子組件4之間，輸出軸6設(shè)置在定子組件3和轉(zhuǎn)子組件4內(nèi)；
[0019]所述定子外壁1內(nèi)側(cè)開設(shè)有鍵槽17和內(nèi)螺紋19;
[0020]所述定子組件3包括第一定子31和數(shù)個(gè)第二定子32,轉(zhuǎn)子組件4包括第一轉(zhuǎn)子41和數(shù)個(gè)第二轉(zhuǎn)子42,第一定子31設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子41上，密封軸承5設(shè)置在第一定子31與第一轉(zhuǎn)子41之間，數(shù)個(gè)第二定子32與數(shù)個(gè)第二轉(zhuǎn)子42交錯(cuò)設(shè)置；
[0021]所述第一定子31和第二定子32下側(cè)開設(shè)有球窩7,頂端和側(cè)面開設(shè)有水口 12和側(cè)水槽14;[〇〇22]所述第一轉(zhuǎn)子41和第二轉(zhuǎn)子42上開設(shè)有轉(zhuǎn)子上凹槽15和轉(zhuǎn)子下凹槽10;[〇〇23]所述第二定子32的數(shù)量為二，所述第二轉(zhuǎn)子42的數(shù)量為二；[〇〇24]所述滾珠8設(shè)置在球窩7內(nèi)，滾珠臺(tái)階9設(shè)置在轉(zhuǎn)子上凹槽15內(nèi)；[〇〇25]所述滾珠臺(tái)階9數(shù)量為三。[〇〇26]本實(shí)用新型的工作原理和過(guò)程:
[0027] 請(qǐng)參閱圖1和圖2所示，工作時(shí)，高壓流體由定子入水口 18流入球窩7，高壓流體推動(dòng)滾珠8下移，滾珠下移后會(huì)讓開側(cè)水槽14,流體會(huì)通過(guò)側(cè)水槽14流入定子組件3與轉(zhuǎn)子組件4間環(huán)形空隙，環(huán)形空隙一端被滾珠臺(tái)階9堵住，另一端被滾珠8堵住，在流體注入的同時(shí)， 環(huán)形空隙中壓力升高，流體推動(dòng)滾珠臺(tái)階9,使轉(zhuǎn)子組件4轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠8則在轉(zhuǎn)子上凹槽15內(nèi)滾動(dòng)，滾珠8的另一側(cè)環(huán)形間隙與滾珠臺(tái)階9另一面的水口相連通，可在此環(huán)形空間縮小時(shí)用于排出流體，當(dāng)滾珠8滾動(dòng)到滾珠臺(tái)階9上時(shí)，滾珠8上移，堵住球窩7頂端的水口，滾珠8滾下滾珠臺(tái)階9時(shí)，球窩7頂端水口重新打開，如此往復(fù)循環(huán)，使轉(zhuǎn)子組件4帶動(dòng)輸出軸6不停轉(zhuǎn)動(dòng)，滾動(dòng)過(guò)程中如果有巖肩等卡住滾珠8，定子組件3會(huì)沿著鍵槽17上移，壓縮強(qiáng)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(cè)凹槽14單側(cè)流入，滾珠臺(tái)階9單側(cè)流出， 使?jié)L珠臺(tái)階9單側(cè)受力，從而轉(zhuǎn)子組件4旋轉(zhuǎn)，定子組件3與轉(zhuǎn)子組件4上下布置，定子組件3 可壓縮強(qiáng)力彈簧2上移一定距離，防止卡死現(xiàn)象的發(fā)生。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種滾珠式井下動(dòng)力工具，其特征在于:是由定子外壁(I)、強(qiáng)力彈簧(2)、定子組件(3)、轉(zhuǎn)子組件(4)、密封軸承(5)、輸出軸(6)、數(shù)個(gè)滾珠(8)和滾珠臺(tái)階(9)組成，定子外壁(I)上端固定設(shè)置在鉆桿上，強(qiáng)力彈簧(2)、定子組件(3)、轉(zhuǎn)子組件(4)、密封軸承(5)、輸出軸(6)、滾珠(8)和滾珠臺(tái)階(9)分別設(shè)置在定子外壁(I)內(nèi)；強(qiáng)力彈簧(2)設(shè)置在定子外壁(I)上端，定子組件(3)設(shè)置在強(qiáng)力彈簧(2)下端，轉(zhuǎn)子組件(4)設(shè)置在定子組件(3)下端，密封軸承(5)設(shè)置定子組件(3)和轉(zhuǎn)子組件(4)之間，輸出軸(6)設(shè)置在定子組件(3)和轉(zhuǎn)子組件⑷內(nèi)； 所述定子外壁(I)內(nèi)側(cè)開設(shè)有鍵槽(17)和內(nèi)螺紋(19)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾珠式井下動(dòng)力工具，其特征在于:所述定子組件(3)包括第一定子(31)和數(shù)個(gè)第二定子(32)，轉(zhuǎn)子組件(4)包括第一轉(zhuǎn)子(41)和數(shù)個(gè)第二轉(zhuǎn)子(42)，第一定子(31)設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子(41)上，密封軸承(5)設(shè)置在第一定子(31)與第一轉(zhuǎn)子(41)之間，數(shù)個(gè)第二定子(32)與數(shù)個(gè)第二轉(zhuǎn)子(42)交錯(cuò)設(shè)置； 所述第一定子(31)和第二定子(32)下側(cè)開設(shè)有球窩(7)，頂端和側(cè)面開設(shè)有水口(12)和側(cè)水槽(14)； 所述第一轉(zhuǎn)子(41)和第二轉(zhuǎn)子(42)上開設(shè)有轉(zhuǎn)子上凹槽(15)和轉(zhuǎn)子下凹槽(10)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種滾珠式井下動(dòng)力工具，其特征在于:所述第二定子(32)的數(shù)量為二，所述第二轉(zhuǎn)子(42)的數(shù)量為二。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種滾珠式井下動(dòng)力工具，其特征在于:所述滾珠(8)設(shè)置在球窩(7)內(nèi)，滾珠臺(tái)階(9)設(shè)置在轉(zhuǎn)子上凹槽(15)內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾珠式井下動(dòng)力工具，其特征在于:所述滾珠臺(tái)階(9)數(shù)量為三。
【文檔編號(hào)】E21B4/02GK205713958SQ201620534884
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月5日
【發(fā)明人】高科, 張野, 馬宇, 張?chǎng)稳? 周正, 蔣亞?wèn)|
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)