[发明专利]一种井下钻具电机

说明书

本发明公开了一种井下钻具电机，涉及井下钻井技术领域。本发明包括保护器（1）、仪器舱（2）、上部密封装置（3）、永磁电动机（4）、下部密封装置（5）和主轴（6）；所述主轴（6）为分段式连接，且分段贯穿保护器（1）、仪器舱（2）、上部密封装置（3）、永磁电动机（4）和下部密封装置（5）；本发明能有效地使钻井过程自动化；降低了振动，减小了对陀螺仪定位的影响，使其它设备更可靠；较高的温度适应能力和较高的钻井效率。

技术领域

本发明涉及井下钻井技术领域，更具体地说涉及一种井下钻具电机。

背景技术

目前井下钻具常用的驱动方式为涡轮驱动或螺杆驱动：

涡轮钻具具有高速大扭矩的软特性,无横向振动,机械钻速高;全金属的涡轮钻具耐高温,适宜于深井和高温环境下作业;对油基钻井液不敏感,能适应在高密度的钻井液中工作。缺点是:钻具较长,钻头的适用范围小(减速涡轮钻具除外);安装调整轴向间隙较繁琐。

螺杆钻具是smithInternational总公司根据Moineau泵原理设计的，它克服了涡轮钻具的某些弱点。在性能上，具有低速、大扭矩的特征，压力降在4MPa以下，单瓣(或称单头、单线)螺杆钻具的输出转速低于400r/min，多瓣螺杆钻具的输出转速为90-150r/min，适合与牙轮钻头配套钻井。在结构上，具有零件少、装配简单、维修工作量小的特点，小尺寸规格的钻具也容易制作。整机长度6~sm，比较适合于钻定向井和丛式井的工艺要求。但钻井效率低，不易实现钻井作业的自动化、智能化。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种井下钻具电机，本发明的发明目的旨在于解决现有技术中钻具较长、钻头使用范围小、安装轴向间隙较繁琐、钻井效率低，不易实现钻井作业的自动化和智能化的问题。

为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种井下钻具电机，其特征在于：包括保护器、仪器舱、上部密封装置、永磁电动机、下部密封装置和主轴；所述主轴为分段式连接，且分段贯穿保护器、仪器舱、上部密封装置、永磁电动机和下部密封装置；所述上部密封装置与永磁电动机连接且固定在永磁电动机上部；所述下部密封装置与永磁电动机连接且固定在永磁电动机下部；所述保护器平衡钻具电机内部和外部的压力；所述仪器舱检测钻具电机信号并与地面之间实时通讯。

所述保护器包括保护器壳体Ⅰ和固定在保护器壳体Ⅰ上的底座；主轴位于保护器壳体Ⅰ内且固定在底座上，底座上开有通油孔Ⅰ，所述保护器壳体Ⅰ与主轴之间设置有波纹管组件，波纹管组件包括外波纹管、内波纹管、固定座、活动座和连接在活动座上的导向环，所述导向环滑动连接在主轴上，固定座固定在主轴上，所述外波纹管一端与固定座连接，另一端与活动座连接，所述内波纹管与活动座连接，外波纹管、内波纹管、固定座和活动座围成一个腔体，所述主轴上开有压力平衡孔。

所述保护器包括保护器壳体Ⅱ、连接内部介质腔的支座和固定在支座上的保护器活塞杆，支座固定在保护器壳体Ⅱ上，保护器活塞杆位于保护器壳体Ⅱ内，所述保护器活塞杆与保护器壳体Ⅱ之间通过密封圈连接有第一活塞和与外部介质腔相通的第二活塞，所述第一活塞、第二活塞、保护器壳体Ⅱ和保护器活塞杆围成保护器过渡腔，所述第一活塞、保护器壳体Ⅱ、保护器活塞杆和支座围成稀油腔，所述支座上开有通油孔Ⅱ，通油孔Ⅱ分别与稀油腔和内部介质腔连通。

所述上部密封装置与下部密封装置结构相同。

所述上部密封装置包括密封座，所述主轴转动连接在密封座上；所述密封座内至少嵌有两个密封圈Ⅱ，密封座、主轴和两个相邻的密封圈Ⅱ之间形成一个环形过渡腔，环形过渡腔内填充有油脂，所述环形过渡腔上开有径向孔，径向孔上嵌有堵头，所述密封座内至少开有一个轴向孔，轴向孔与径向孔连通，所述轴向孔内装有可沿轴向孔作轴向移动的单向阀。