[发明专利]一种井底马达用新型组合推力轴承组

说明书

本发明公开一种井底马达用新型组合推力轴承组，涉及钻井工程井底马达技术领域；包括依次竖直设置的多组PDC轴承，位于最下部的所述PDC轴承下端连接有多组依次竖直设置的圆弧滚道轴承；位于最下部的所述圆弧滚道轴承下端部与嵌套设置的下径向轴承内圈和下径向轴承外圈连接；位于最上部的所述PDC轴承上端部与嵌套设置的上径向轴承内圈和上径向轴承外圈连接；所述PDC轴承和圆弧滚道轴承外侧设置有井底动力钻具外壳，所述井底动力钻具外壳内穿设有井底动力轴系，所述PDC轴承和圆弧滚道轴承位于所述井底动力钻具外壳和所述井底动力轴系之间。本发明提供的井底马达用新型组合推力轴承组，增加井底马达(特别是指涡轮钻具)整机寿命的同时降低了成本。

技术领域

本发明涉及钻井工程井底马达技术领域，特别是涉及一种井底马达用新型组合推力轴承组。

背景技术

钻井工程井底马达，尤其是涡轮马达(也称涡轮钻具)，是在油气钻井(包括常规石油天然气、页岩气、天然气水合物等)、地热钻井、干热岩钻井、科学钻探等提速的关键工具。涡轮钻具是将液能转变为机械能的井底马达，其输出转速一般高度达数百转至一千多转每分钟。

为了减小起下钻的额外工作量，一般要求井底马达(包括涡轮钻具)有尽可能高的使用寿命和可靠性。其输出端承担轴向载荷的推力轴承组是决定涡轮钻具可靠性及寿命的关键部件，数十年来各国都致力于该推力轴承组的研发工作。普通的推力球轴承组在钻井工程高转速、高固相泥浆环境、大轴向载荷、动载的恶劣工况下往往寿命很低，制约涡轮钻具的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种井底马达用新型组合推力轴承组，以解决上述现有技术存在的问题，增加井底马达(特别是指涡轮钻具)整机寿命的同时降低了成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种井底马达用新型组合推力轴承组，包括依次竖直设置的多组PDC轴承，位于最下部的所述PDC轴承下端连接有多组依次竖直设置的圆弧滚道轴承；位于最下部的所述圆弧滚道轴承下端部与嵌套设置的下径向轴承内圈和下径向轴承外圈连接；位于最上部的所述PDC轴承上端部与嵌套设置的上径向轴承内圈和上径向轴承外圈连接；所述PDC轴承和圆弧滚道轴承外侧设置有井底动力钻具外壳，所述井底动力钻具外壳内穿设有井底动力轴系，所述PDC轴承和圆弧滚道轴承位于所述井底动力钻具外壳和所述井底动力轴系之间。

可选的，所述PDC轴承包括上下对称设置的静垫片和动垫片；所述静垫片底部外侧固定连接有静垫圈，所述静垫圈外径尺寸与所述静垫片外径尺寸相同；所述动垫片顶部内侧固定连接有动垫圈，所述动垫片内径尺寸与所述动垫圈内径尺寸相同；所述静垫片底部固定连接有PDC轴承静圈，所述动垫片顶部通过调节垫片连接有PDC轴承动圈，所述PDC轴承静圈和PDC轴承动圈之间设置有两个PDC块，两个PDC块一端分别与所述PDC轴承静圈和PDC轴承动圈固定连接，两个PDC块另一端面接触且相对滑动连接；且所述PDC轴承静圈和PDC轴承轴承动圈同轴设置；所述动垫圈顶部端面与所述静垫片顶部端面位于同一水平面上，所述静垫圈底部端面与所述动垫片底部端面位于同一水平面上。

可选的，所述圆弧滚道轴承包括与所述动垫片内径尺寸相同的球轴承内滚道，所述球轴承内滚道外套设有与所述静垫片外径尺寸相同的球轴承外滚道，所述球轴承内滚道和球轴承外滚道之间开设有对称的弧形凹槽，所述弧形凹槽内设置有轴承钢球。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：