[实用新型]动态推靠式回转马达

说明书

本实用新型公开了动态推靠式回转马达，配合钻头使用，通过在近钻头处给与钻头动力，能够有效提高钻进速率，可以用于各类钻井工艺，如深部钻探、垂直钻井、大位移水平井等；动态推靠式回转马达，包括外管、上接头，上支撑，上扶正环，转子组件，密封杆，定子，配流阀，下支撑环，下支撑，连接轴，连接套，下接头和主轴，转子组件包括转子主体和四个转子推块，定子和转子组件之间设有复位块。该动态推靠式回转马达所有组成部件均为金属部件和耐高温部件，可在250℃以上的高温环境中使用。由于该马达工作过程中运用的是容积式流体传压机理，很好的继承了螺杆马达的优点，而由于未使用橡胶件密封，有效的提高了马达使用寿命。

技术领域

本实用新型属于钻探的领域，具体涉及动态推靠式回转马达。

背景技术

当前，我国对深层矿产资源，地热能，页岩油、页岩气、煤层气和天然气水合物等非常规油气资源的勘探开发项目逐年增多。钻探中所用到的绳索取心、垂直钻井、大位移水平井、对接井、欠平衡钻井等先进钻井工艺也取得了较大发展。而井下动力钻具则是各类钻井工艺中用到的核心工具，实践表明，井下动力钻具可以使钻头取得较高的机械钻速而大幅度降低钻探成本。

井下动力钻具在现有技术中，主要有两种，一是叶片式涡轮钻具，二是容积式螺杆钻具。其中涡轮钻具主要由多级涡轮和多级止推轴承串联组成，整体上呈积木式的结构，一般直径较大，同时因为转速太高，会安装有专用的减速器等功能节，使钻具结构复杂化。其缺点是轴承组承受轴向力较为集中，尤其是止推轴承磨损较为严重，易造成涡轮节转子和定子相互碰撞导致失效；另外由于涡轮钻具具有高转速，低扭矩的特性，使用中为了增加扭矩，通常采取增加定转子的数量、加长涡轮钻具或者采用多个涡轮节组合，导致整机长度随之增加，对钻进过程产生负面影响。对于容积式螺杆钻具，其核心部件是螺杆马达，螺杆马达是一个由压力泥浆驱动的容积式动力机，它只有两个元件，转子和定子。转子是一根表面镀有耐磨蚀材料的钢制螺杆，定子则是一根在内壁硫化有橡胶衬套的钢管，结构上要求转子和定子曲面组成空间共扼封闭，形成多个共扼封闭腔来容纳工作介质(泥浆)。其工作特性是：具有相对于涡轮钻具硬的机械特性，过载能力较强，但功率和转速的输出受钻具直径影响较大，且扭矩越大转速越低，当超过工作压差时，泵压突然上升，钻具会发生急剧制动。另外定转子间的橡胶衬套在工作过程中易于磨损，导致马达漏失失效，且常规橡胶定子通常耐温<120℃，在一些需耐高温的特殊工艺区块，螺杆马达的使用寿命较短。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供动态推靠式回转马达，运用容积式流体传压的工作机理，建立以闭式腔体间工作介质的压力差为驱动力的动力钻具系统，具备螺杆马达硬的机械特性，规避了螺杆马达使用橡胶定子导致马达寿命较短的缺点，也具备涡轮马达较高的耐温能力，也规避了涡轮马达软的机械特性，无需使用减速器，在结构上比涡轮马达简单。

为了实现上述目的，本实用新型提供的动态推靠式回转马达，包括顺次连接的上接头、外管和连接钻头的主轴，还包括转子组件、密封杆、定子、复位块和配流阀；

所述外管内套有所述定子，所述定子的上部和下部同外管的内表面接触，所述定子中间段的外表面同外管之间留有环空；

所述定子内套有所述转子组件，所述转子组件包括同心轴连接的转子主体和四个转子推块，四个所述转子推块均匀分布在所述转子主体外周，所述转子主体和四个转子推块的长度相同，所述转子主体和四个转子推块在所述转子主体的圆周上呈角度布置，所述转子主体上设有容纳所述转子推块的凹槽，所述凹槽与所述转子推块的形状相匹配，所述凹槽底部内设有多个贯穿到所述转子主体内壁的导流口；所述密封杆设置在所述转子推块上，所述密封杆使所述转子组件与所述定子之间形成四个互不相通的区域；

所述转子组件内套有配流阀，所述配流阀为中心开孔的圆柱形，流体经过所述配流阀进行配流；