[发明专利]螺杆减振传动轴总成

说明书

本发明为一种螺杆减振传动轴总成，包括壳体结构，壳体结构内穿设传动主轴和钻头轴，钻头轴的第一端滑动插设于传动主轴的第一端；钻头轴与壳体结构之间设置导轨套，导轨套的第一端与传动主轴的第一端固定连接，且钻头轴和导轨套之间设置轴向弹性单元，钻头轴和导轨套之间设置减振连接结构，减振连接结构包括设置于钻头轴外壁上的凸起导轨单元和设置于导轨套内壁上的凹槽导槽单元，凸起导轨单元能沿凹槽导槽单元螺旋上升或下降；钻头轴的外壁上连接能轴向限位钻头轴的悬挂块。本发明将减振系统设置在常规传动轴的内部，能同时吸收轴向和径向的冲击载荷，改善螺杆钻具轴承的工作状态，提高螺杆钻具的使用寿命。

技术领域

本发明涉及石油开发领域中的井下钻井工具，尤其涉及一种螺杆减振传动轴总成。

背景技术

随着钻井技术的发展，螺杆钻具的使用越来越多，该工具是利用钻井液的液动能来产生旋转切削扭矩，带动钻头旋转，从而实现破岩。螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。

在螺杆钻具中，主要由旁通阀总成、马达总成、万向节总成以及传动轴总成组成。其中，传动轴总成的作用是将上部马达所产生的扭矩传递给钻头，该部分需要承受上部的轴向和径向的负载。同时，传动轴总成下端一般是直接连接钻头，即钻头切削岩石所产的震动会直接作用在传动轴总成，使得其使用环境较为恶劣。常规的传动轴总成内部设置有多副止推轴承，包括球轴承和PDC轴承。其中，球轴承的价格相对便宜，使得其应用较多。以球轴承为例，该轴承需要承受钻压，即需要通过球轴承中间的球将钻压传递到钻头处，同时传动轴总成的外壳和内部的传动轴需要有相对转动。一般传动轴总成的轴承部分是开式结构，即允许含有一定固相颗粒的钻井液流入轴承内部。球轴承的工作环境使得该部分是传动轴总成中的薄弱环节，一旦轴承磨损过大后，螺杆钻具需要进行更换轴承。在螺杆钻具的实际使用中，一般是通过测量轴承磨损量来判断螺杆是否需要维修。

传动轴中轴承的另外一种常见的失效方式是轴承中的球的碎裂，一旦出现该情况，会加剧轴承的磨损，使得传动轴在很短的时间内出现完全失效。球轴承中球的碎裂是限制螺杆钻具使用寿命提升的一个重要因素，因此在螺杆钻具的使用中需要尽量避免该情况的出现。

轴承中球碎裂的主要原因是出现剧烈的震动，即球受到很大的冲击载荷，瞬间极大的冲击峰值造成球的破碎。该部分剧烈的震动主要来源于钻头破碎岩石所产生的载荷的波动，由于井下环境的不确定性，使得该部分的震动是不可避免，同时也很难预测，因此很难通过主动的方式来减振。当钻头处产生剧烈震动时，会最终传递到轴承的球处，由于常规的螺杆钻具中没有任何减振的结构，使得震动冲击载荷会对螺杆钻具使用寿命产生很大的威胁。

为了进一步提高螺杆钻具的使用寿命，需要通过设计新的传动轴结构来吸收近钻头处的震动冲击载荷。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种螺杆减振传动轴总成，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺杆减振传动轴总成，克服现有技术中存在的螺杆钻具传动轴不耐震动冲击等技术问题，该螺杆减振传动轴总成将减振系统设置在常规传动轴的内部，能同时吸收轴向和径向的冲击载荷，改善螺杆钻具轴承的工作状态，提高螺杆钻具的使用寿命。

本发明的目的是这样实现的，一种螺杆减振传动轴总成，包括壳体结构，所述壳体结构内穿设顺序连接的传动主轴和钻头轴，所述钻头轴的第一端能滑动地插设于所述传动主轴的第一端，所述传动主轴和所述钻头轴上沿轴向贯通设置中心流道；