[实用新型]一种容积式涡轮钻具涡轮节

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油气资源勘探领域用井下动力钻具，具体是一种容积式涡轮钻具涡轮节，属于石油机械领域。

背景技术

涡轮钻具是一种将钻井液的动能转化为机械能，带动钻头旋转破岩的井下动力钻具，在油田钻井领域占有较大的市场。目前涡轮钻具涡轮节主要将涡轮转子与中心轴压紧形成一个整体，利用预紧力带动中心轴转动传递扭矩。而随着钻井技术的提高，大排量、大扭矩性能参数成为涡轮钻具的发展趋势，利用预紧力传递扭矩导致涡轮钻具机械能损失较为严重，也容易引起涡轮节内部结构的磨损失效，影响涡轮钻具的整体钻井效率。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种容积式涡轮钻具涡轮节，用以提高涡轮钻具整机效率。

本实用新型提供的技术方案是：一种容积式涡轮钻具涡轮节，包括节轴、涡轮定转子组件、外筒、轴调节环、上径向轴承、定子调节环、上径向轴承内套、下径向轴承、节轴承组件、联轴器、护圈。所述节轴装在外筒内，两端分别设有外螺纹，连接有联轴器。所述涡轮定转子组件穿装在节轴上，共40~50级，上下端分别与上径向轴承和下径向轴承配合。

所述节轴采用空心结构，横截面为四边形，边角设为圆角，节轴上设置有台肩，便于涡轮定转子组件安装。

所述涡轮定转子组件由涡轮定子和转子组成，所述涡轮定子上下表面都设置有6个牙嵌，定子与定子间用牙嵌套合；所述涡轮转子安装内孔横截面为四边形，与节轴配合，能够有效传递扭矩，减少机械能损失。

所述上径向轴承和下径向轴承分别装在涡轮定转子组件上下方，通过牙嵌与涡轮定子配合。

所述定子调节环设置在上径向轴承上方，用来调整定转子组件轴向间隙。

所述节轴承组件装在下径向轴承下方，分为节轴承上和节轴承下两个部分。所述节轴承上的下端面镶焊有PDC片，装在下径向轴承内部，成为下径向轴承内圈；所述节轴承下的上端面镶焊有PDC片，与节轴承上相对布置；节省了轴向空间，缩短了涡轮节整体长度。

所述护圈配合装在节轴承组件下方。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：1. 采用四边形截面结构的节轴与涡轮转子配合传递扭矩，有效降低了工作过程中机械能损失，提高了涡轮钻具整机工作效率。2. 取消了液力平衡组件，缩短了涡轮钻具的整体长度，也进一步降低了能量损失。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为涡轮定子配合结构示意图。

图3为节轴承组件结构示意图。

图4为涡轮转子结构示意图。

图5为节轴横截面示意图。

图中表号分别表示为：1、节轴；2、涡轮定转子组件；3、外筒；4、轴调节环；5、上径向轴承；6、定子调节环；7、上径向轴承内套；8、下径向轴承；9、节轴承组件；10、联轴器；11、护圈；12、涡轮定子；13、涡轮转子；14、节轴承上；15节轴承下。

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作进一步的详细说明。

实施例

参照图1，一种容积式涡轮钻具涡轮节，包括节轴1、涡轮定转子组件2、外筒3、轴调节环4、上径向轴承5、定子调节环6、上径向轴承内套7、下径向轴承8、节轴承组件9、联轴器10、护圈11。所述节轴1装在外筒3内，两端分别设有外螺纹，连接有联轴器10。所述涡轮定转子组件2穿装在节轴1上，共40~50级，上下端分别与上径向轴承4和下径向轴承6配合。

所述节轴1采用空心结构，横截面为四边形，边角设为圆角，节轴1上设置有台肩，便于涡轮定转子组件2安装。

所述涡轮定转子组件2由涡轮定子12和转子13组成，所述涡轮定子12上下表面都设置有6个牙嵌，定子12与定子12之间用牙嵌套合，布置在外筒3内，两端采用螺纹压紧，与外筒3成为一个整体；所述涡轮转子13安装内孔横截面为四边形，与节轴1配合，能够有效传递扭矩，减少机械能损失。

所述上径向轴承7装在涡轮定转子组件2上方，下径向轴承8装在定转子组件2下方，都通过牙嵌与涡轮定子12配合。

所述定子调节环6设置在上径向轴承上方，调整定转子组件2轴向间隙。

所述节轴承组件2装在下径向轴承8的下方，分为节轴承上14和节轴承下15两个部分。所述节轴承上14的下端面镶焊有PDC片，装在下径向轴承8的内部，成为下径向轴承8内圈；所述节轴承下15的上端面镶焊有PDC片，与节轴承上14相对布置；节省了轴向空间，缩短了涡轮节整体长度。

工作时，高压钻井液通过上径向轴承5进入涡轮定转子组件2，经涡轮定子12换向后冲击涡轮转子13旋转，涡轮转子13将扭矩传递到节轴1上，带动节轴1旋转。由于节轴1采用四边形截面结构，传递效率高，机械能损失小。涡轮转子轴向采用节轴承组件9支撑，节轴承组件9接触面为PDC片，减缓了轴承的磨损。最后，钻井液经过下径向轴承8后进入涡轮钻具轴承节和钻头辅助破岩钻井。