[实用新型]一种马达冲击传动轴

说明书

技术领域：

本实用新型涉及石油、地质、煤层气钻井技术领域，是提高深井硬地层钻井速度和轨迹控制的工具或设备，尤其涉及一种马达冲击传动轴。

背景技术：

深井硬地层、超硬地层和高研磨性地层钻井，到现在为止还是世界性的、普遍性的难题。在这种地层钻井，机械钻速慢、蹩跳钻严重、直井防斜和纠斜困难，定向井、水平井调整轨迹困难，钻具事故多，钻头、扶正器磨损严重，井径问题等等。针对这些问题结合在典型的中国四川地区钻井的经验，为此设计了一系列解决问题的新型工具和技术方案，以期待解决这些问题，为深井硬、超硬地层和高研磨性地层钻井找到一条适合我国的途径。过去也有许多科技人员探讨解决深井硬地层、超硬地层和高研磨性地层钻井的问题，如旋冲钻具(它是一种冲击短节)，试验之后有较好的效果，但是使用寿命太短(8～20小时)，没有很好的解决这一问题。后期国外发展了负压钻井(气体钻井)技术，研制了空气锤，效果相当的好，解决了深井硬地层、超硬地层和高研磨性地层钻井的机械钻速问题。但是，气体钻井技术也存在着许多问题。受到地层的严格限制(油、水、气层不能使用，井壁稳定性不好不能使用)，只能在一口井的中间合适的井段使用气体钻井。这样钻一口井开始用液体(泥浆)钻井，中间一段改为气体钻井，见油气水层后又改为液体钻井，钻井地面设备都很庞大，来回更换钻井方式，就得更换地面的庞大设备，费时费力，还存在着很大的井下安全隐患。因此，研究冲击马达是解决深井硬地层、超硬地层和高研磨性地层钻井的机械钻速问题的很好途径。

发明内容：

本实用新型的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种可以在高转速下具有冲击能力，使用寿命长，能够大大提高深井硬地层机械钻速，避免井下安全隐患和省时省力的马达冲击传动轴。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：

它由传动轴、外壳、冲击轴、上径向轴承组、中径向轴承组、下径向轴承组、推力轴承组、冲击轴承组、悬挂轴承组组成，传动轴是一根下粗上细的管状体，冲击轴的形状与传动轴相似，冲击轴与传动轴连接，外有上端有公扣的的壳体，传动轴下端与冲击轴上部的台肩间有碟簧，外壳与传动轴上部的台肩间自上向下连有上径向轴承组和推力轴承组，外壳与冲击轴上部的台肩间自下向上有下径向轴承组、悬挂轴承组、内锥形套、冲击轴承组和中径向轴承组依次连接，中径向轴承组与推力轴承组通过间隔支撑套连接，冲击轴承组为双向推力轴承，滚动体是圆锥形滚子，其轴承壳的圆锥环形滚子跑道是沿圆周呈波浪状设置。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：

传动轴上端有与马达万向轴联接的石油公接头，下端内孔有一段多边形孔，冲击轴上部有一段多边形体与传动轴下端多边形孔配合连接，下端有联接钻头的接头母扣；所述的上径向轴承组、中径向轴承组或下径向轴承组是由内外相互配合的轴瓦组成的滑动轴承；壳体上端有与万向轴壳体联接的锥形公扣。

冲击马达主要有旁通阀、马达总成、万向轴总成、传动轴总成和钻头构成。把原有马达的传动轴换上本实用新型的冲击传动轴即构成冲击马达。冲击轴下端的接头母扣，直接联接钻头。传动轴和冲击轴通过类似花键的六方或八方联接，使得二者可以相对轴向滑动，但能传递扭矩和转速。壳体的特征是一个桶状体，上端有一锥形公扣与万向轴壳体联接。上、中、下三组径向轴承组是由内外轴瓦组成的滑动轴承，内外轴瓦是相互配合的筒体，起到径向扶正和限流(允许少量钻井液通过起冷却、润滑作用)作用。推力轴承组是能够承受大推力的轴承组，承受马达转子的液压推力。冲击轴承组是一种特殊的双向推力轴承，滚动体是圆锥形滚子，其轴承壳的滚子跑道不是平面形状，而是沿圆周呈波浪状，在轴旋转时就自然形成冲击振动，这样就带动钻头对地层产生旋转冲击，提高机械钻速。

当循环钻井液时，马达的转子在液压作用下产生旋转，通过万向轴传递动力，把转速和扭矩传到传动轴，传动轴沿轴线旋转，传动轴和冲击轴通过类似花键的六方或八方配合连接，转速和扭矩传递到冲击轴，冲击轴作旋转运动的同时，由于冲击轴承组的作用，冲击轴还连续不断的作轴向往复振动，当钻头接触井底施加钻压时，冲击轴带动钻头对底层做冲击运动和旋转切削运动，对于硬地层和超硬地层具有很好的冲击破碎作用，可以大大提高机械钻速。