[实用新型]用于涡轮钻具的磁悬浮轴承节

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油田、气田等领域用井下动力钻具，具体是一种用于涡轮钻具的磁悬浮轴承节，属于石油机械领域。

背景技术

涡轮钻具是一种将泥浆的液压能转变为机械能的井下液动马达，通过转子的旋转驱动钻头破岩，达到钻井的目的。由于井下地质情况复杂，钻井作业工况恶劣，涡轮钻具轴承所受载荷大且不均匀，同时加上钻井泥浆的腐蚀以及泥浆中岩屑的磨损，涡轮钻具轴承的使用寿命非常短，这也导致涡轮钻具的应用推广受到限制。因此，提高涡轮钻具轴承的寿命，是提高涡轮钻具整体寿命的关键因素。

目前，提高涡轮钻具钻井效率采用的方法主要有：1.轴承单独成节，可直接更换，减少钻井过程中检修时间；2.采用全硬质合金钢或其他耐磨材料，减缓止推轴承由于磨损而失效；3.轴承接触面上镶嵌PDC片。这些方法在一定程度上提高了涡轮钻具的使用时间或提高了钻井效率，但是因为磨损而造成的轴承失效这个根本的问题未得到解决。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于涡轮钻具的磁悬浮轴承节，用以解决由于轴承之间相互磨损而导致轴承失效的问题。

本实用新型提供的技术方案是：用于涡轮钻具的磁悬浮轴承节，包括止推轴承动磁环、止推轴承静磁环、主轴、内筒、动磁环挡圈、径向轴承内磁环、径向轴承外磁环及外筒。所述主轴安装在内筒中，采用空心结构，两端分别连接钻头和涡轮节；所述止推轴承动磁环均卡紧在主轴上，所述主轴上设有台肩，磁环与磁环之前采用挡套隔开；所述止推轴承静磁环镶嵌在内筒内壁，所述内筒采用对开形式，内壁设有磁环安装槽，所述止推轴承静磁环也采用形式；所述径向轴承内磁环卡紧安装在主轴上；所述径向轴承外磁环卡紧在外筒内壁。

所述主轴、止推轴承动磁环、动磁环挡圈和径向轴承内磁环安装固紧为一个整体，悬浮在所述内筒之中。整体悬浮式结构可以有效吸收钻头所受冲击载荷，减缓钻头的损坏。

所述止推轴承动磁环和止推轴承静磁环磁极相对，磁环与磁环之间存在一定的间隙，利用相同磁极之间的排斥力达到承受轴向载荷的作用。磁环之前互不接触，利用磁力来承受轴向载荷，防止了轴承之间的相互磨损，从而大大提高了轴承的使用寿命。

所述止推轴承静磁环和内筒都采用两半对接的结构形式。便于止推轴承静磁环的镶嵌和主轴的安装，同时也能有效缩短轴承节检修和磁环更换的时间，提高钻井效率。

所述径向轴承内磁环分别安装于主轴两端，与所述径向轴承外磁环磁极相对，利用磁极之间的排斥力承载主轴所受径向力。内外磁环之间设有间隙，能够有效减少轴承在径向冲击载荷作用下的磨损及碰撞。

所述内筒对接面设有密封槽，能够有效防止钻井泥浆由对接口渗入，造成轴承磁环的腐蚀及磨损，甚至磁环间隙的堵塞，影响轴承节的正常运转；同时也能够防止泥浆的流失，提高钻井液压的利用率。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点。

1. 利用同性磁极之间的排斥力承受钻具的轴向或径向载荷，避免轴承之间的磨损和碰撞，大大提高了涡轮钻具的使用寿命。

2. 主轴整体悬浮式结构，能够有效吸收钻头所受冲击载荷，减缓钻头的损坏，从而延长钻井过程中钻头更换周期，提高钻井效率。

3. 本实用新型中所使用的轴承磁环全部采用钕铁硼永磁材料，其具有优异的磁性和良好地机械性能，能够保证轴承节的安全可靠运行。

4. 内筒对接面设密封槽，能够有效防止钻井液对轴承磁环的腐蚀和磨损，提高轴承节的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型止推轴承示意图。

图3为本实用新型径向轴承示意图。

图中的标号分别表示为：1、外筒；2、径向轴承外磁环；3、主轴；4、内筒；5、止推轴承动磁环；6、止推轴承静磁环；7、动磁环挡圈；8、径向轴承内磁环。

具体实施方式

为了更加清楚的理解本实用新型的技术特征及其效果，下面结合实施例及附照图对本实用新型进一步说明。

实施例