[发明专利]一种新型螺杆钻具密封传动轴总成

说明书

本发明涉及一种新型螺杆钻具密封传动轴总成，主要由密封组件、推力轴承组、滚柱轴承组、传动轴、传动轴壳体组成，本发明优点在于，圆柱滚子轴承的接触面为平面，故承载面积大，压力分散，可有效增强轴承部件的承载能力；将TC轴承的滑动摩擦变为滚柱轴承的滚动摩擦，减少轴承的摩擦过热卡死；传动轴总成两端设置密封结构，将O型密封圈与矩形密封圈组合、Y型密封与K型密封组合、夹布盘根耐磨密封组合的三重密封，大大改进了工具的密封性能，并且多重密封隔离了钻井液与轴承内部，满足水基、油基和气基钻井液钻井应用。本发明部件易于加工，既可用于常规尺寸螺杆钻具，也可以用于小尺寸螺杆钻具，适用于小井眼及微小井眼复杂钻井工艺。

技术领域

本发明涉及一种用于特殊工艺井石油钻井用的螺杆钻具，特别是一种新型螺杆钻具密封传动轴总成。

背景技术

随着我国石油钻井业的发展，人们对主要动力钻井设备的性能及可靠性提出越来越高的要求，而我国螺杆钻具整体工作寿命并不理想，在钻井作业过程中，由于推力轴承组所受载荷比较复杂、载荷波动程度高、冲击性强、作业坏境恶劣，轴承组失效时常发生。目前，我国螺杆钻具推力轴承组的润滑方式主要为钻井液润滑，该润滑方式效果有限，润滑液所携带的固体颗粒及其所具有的腐蚀作用会加剧推力轴承组滚球与滚道的磨损。对推力轴承组润滑方式进行改良，提高其工作寿命具有重要的工程意义。

螺杆钻具主要由旁通阀总成、马达总成、万向节总成和传动轴总成四部分组成，而传动轴总成是螺杆钻具最关键的部件之一，其将钻压及扭矩传递给钻头；推力轴承组为传动轴总成最为薄弱的环节，其主要作用是承受轴向载荷为了使推力轴承组实现油润滑，此处需对传统的传动轴总成结构和工作原理进行分析，并进行优化改进。在钻井作业过程中有超过90％的钻井液由水帽进入传动轴中部通道进而流向下部钻头，其余约7％的钻井液主要通过上TC轴承动圈、静圈之间的间隙，流经推力轴承组从而对其进行冷却及润滑。

目前，我国螺杆钻具推力轴承组多采用钻井液润滑方式，常规传动轴总成没有采用密封结构，相对于储油润滑，该润滑方式不仅腐蚀性更强，而且钻井液中不可避免会含有固体颗粒，在巨大的载荷作用下，固体颗粒对推力轴承组磨损严重，甚至会导致滚子崩碎的发生。

本发明借鉴的密封方式都不能很好解决密封问题，关键是加工装配要求很高，一般的螺杆钻具生产厂家也达不到这些要求，影响了此种密封传动轴的推广使用，为了彻底改善传动轴总成的传动方式和延长其使用寿命，本发明借鉴成熟的组合密封原理，结合传动轴总成内部的结构，高压柱塞泵的液力端密封系统的改进，通过对传动轴密封结构的改进，减少了传动件数量，特别是不再使用TC轴承，增大了传动轴之间的耐磨性，使用一层油膜保护内部结构，转动过程中不会发生传动轴外表面与TC合金表面卡死，该密封结构制造可行性强，大大降低了加工成本，安装更换也方便，对传动轴结构提高传动密封性，大大改善密封能力。发明了一种组合式密封结构，多重密封配合，上下端通过使用上下滚柱轴承组和上下密封承压环，大大减少了串轴承的载荷，有效改善了传动轴内部运转的效率，可达到稳定长时间的工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可以有效提高螺杆钻具的整体使用寿命的新型螺杆钻具密封传动轴总成。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型螺杆钻具密封传动轴总成，包括传动轴、设于传动轴外部的传动轴壳体和设于传动轴顶部的水帽，所述传动轴上部与传动轴壳体上部之间设有密封总成，所述传动轴下部与传动轴壳体下部之间设有下密封承压环，所述传动轴壳体与传动轴的中部设有推力轴承组，在推力轴承组上设有上滚柱轴承组，在推力轴承组下设有下滚柱轴承组；在下密封承压环与下滚柱轴承组之间设有隔环，隔环与传动轴中间设有挡环；在密封总成与上滚柱轴承组之间设有密封套筒，密封套筒与传动轴壳体之间自上而下依次设有密封压环、油封座组件和上密封承压环。

进一步的：还包括丝堵，所述丝堵与传动轴壳体上部通过螺纹旋合连接。