[发明专利]井下钻探电机

权利要求书

1.一种井下钻探电机，其包括：

壳体，其位于钻柱中；

动力套筒，其位于所述壳体内，并操作性地联接到钻头，所述动力套筒具有螺旋叶形弹性体覆盖的内表面，所述动力套筒可相对于所述壳体旋转；

叶形轴，其位于所述动力套筒内，所述叶形轴包括螺旋叶形的外表面；和

锚定组件，其接合在所述叶形轴与所述壳体之间，以限制所述叶形轴相对于所述壳体的旋转，使得通过所述井下钻探电机的流体流动导致所述动力套筒相对于所述壳体和所述叶形轴旋转；

其中，所述锚定组件包括扭矩限制组件，所述扭矩限制组件包括：

所述壳体，其具有内腔，所述内腔具有包括多个楔块插座的表面；

轴，其被放置在所述壳体的所述内腔内，所述轴具有多个径向突出物和径向凹槽；

多个径向棘轮构件，其径向地放置在所述壳体与所述轴之间，每个径向棘轮构件具有径向内表面，和包括至少一个径向突出楔块的径向外表面；

多个轴承，其径向地放置在所述多个径向棘轮构件与所述轴之间；

和

保持组件，其包括柔顺构件以提供柔顺力，所述柔顺力足以将所述

多个径向棘轮构件、所述多个轴承和所述轴维持在第一位置中，以当所述扭矩低于所述壳体与所述轴之间的预定限制时，在所述壳体与所述轴之间传输扭矩，并且当所述扭矩超过所述预定限制时，允许所述径向棘轮构件、所述多个轴承和所述轴达到第二位置，使得在所述壳体与所述

轴之间发生滑移。

2.根据权利要求1所述的井下钻探电机，其进一步包括位于所述壳体与所述动力套筒之间的径向轴承。

3.根据权利要求2所述的井下钻探电机，其中所述径向轴承包括金属材料。

4.根据权利要求3所述的井下钻探电机，其中包括金属材料的所述径向轴承至少部分涂覆有选自由下列项构成的组的材料：天然金刚石材料；合成金刚石材料；碳化钨材料；碳化硅材料；及其组合。

5.根据权利要求1所述的井下钻探电机，其中所述柔顺构件包括选自由下列项构成的组的至少一个弹簧：螺旋弹簧、锥状碟形弹簧、锥形弹簧垫圈、碟形弹簧、杯形弹簧垫圈和贝氏弹簧。

6.一种增强由井下钻探电机传递到钻头的动力的方法，其包括：

将壳体定位在钻柱中；

将动力套筒定位在所述壳体内，并将所述动力套筒操作性地联接到钻头，所述动力套筒具有螺旋叶形弹性体覆盖的内表面，所述动力套筒可相对于所述壳体旋转；

将叶形轴定位在中空动力套筒内，所述叶形轴包括螺旋叶形的外表面；以及

在所述叶形轴与所述壳体之间接合锚定组件，以阻止所述叶形轴相对于所述壳体的旋转，使得通过所述井下钻探电机的流体流动导致所述动力套筒相对于所述壳体和所述叶形轴旋转，

其中，所述锚定组件包括扭矩限制组件，所述扭矩限制组件包括：

所述壳体，其具有内腔，所述内腔具有包括多个楔块插座的表面；

轴，其被放置在所述壳体的所述内腔内，所述轴具有多个径向突出物和径向凹槽；

多个径向棘轮构件，其径向地放置在所述壳体与所述轴之间，每个径向棘轮构件具有径向内表面，和包括至少一个径向突出楔块的径向外表面；

多个轴承，其径向地放置在所述多个径向棘轮构件与所述轴之间；

和

保持组件，其包括柔顺构件以提供柔顺力，所述柔顺力足以将所述多个径向棘轮构件、所述多个轴承和所述轴维持在第一位置中，以当所述扭矩低于所述壳体与所述轴之间的预定限制时，在所述壳体与所述轴之间传输扭矩，并且当所述扭矩超过所述预定限制时，允许所述径向棘轮构件、所述多个轴承和所述轴达到第二位置，使得在所述壳体与所述

轴之间发生滑移。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括将径向轴承定位在所述壳体与所述动力套筒之间。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述径向轴承包括金属材料。