一种螺杆钻具传动轴总成的密封机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种螺杆钻具传动轴总成的密封机构，芯轴外周自上而下依次套装有上密封套、本体、外壳和缸套，上密封套与芯轴上端之间设有上活塞，上活塞内壁上部设有上刮圈，上活塞内壁中部设有上旋转油封，上活塞内壁下部设有上活塞自润滑复合轴承；上活塞外壁沿轴线方向依次设有多组O型圈和摩擦套。缸套与芯轴下端之间设有下活塞，下活塞内壁下部设有下刮圈，下活塞内壁中部设有下旋转油封，下活塞内壁上部设有下活塞自润滑复合轴承；下活塞外壁上部通过双凸油封与缸套密封，缸套下部旋接有定位销，定位销尾部插入下活塞纵向槽中；缸套与外壳相旋接的螺纹段上方的缝隙内填充有O型圈。上下密封机构之间的部件在润滑油环境下工作，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种螺杆钻具传动轴总成的密封机构
本技术涉及一种螺杆钻具传动轴总成，尤其涉及一种螺杆钻具传动轴总成的密封机构，螺杆钻具传动轴总成用于产生的扭矩及转速为钻头提供动力，密封机构用于阻止泥浆进入芯轴外周的夹套内，属于石油钻井设备
。
技术介绍
在石油钻井中，利用螺杆钻具产生的扭矩及转速为钻头提供所需的动力，从而进行破岩钻进。螺杆钻具上部旋接钻具，下部旋接钻头。由于螺杆钻具紧挨着钻头，使得大位移井、多底井、分支井等的定向井的承钻成为可能。 螺杆钻具是一种把液体的压力能转换为机械能的能量转换装置。当高压液体进入钻具时，迫使转子在定子中滚动，由此产生扭矩和转速，通过万向轴传递到传动轴总成，由传动轴总成传递扭矩及转速来为钻头提供动力，达到钻井的目的。 目前常用的螺杆钻具技术为开式普通螺杆钻具技术，具有相同的结构、使用温度低、使用范围小、使用寿命短的现象，无法进行短半径水平井的作业，也实现不了加快钻井速度提升、钻井周期缩短、钻井成本降低的当今需求。 开式螺杆钻具传动轴总成的密封机构主要由芯轴、下TC轴承固定套、下TC轴承旋转套、本体、防掉机构、弹簧、下定位套、卡套、串轴承、上定位套、上TC轴承固定套和上TC轴承旋转套等组成。 钻井中，来自泥浆泵泵入的泥浆通过钻具水眼进入传动轴总成，一路通过芯轴水目艮，进入钻头喷嘴射向井底后携带岩屑返回地面；另一路通过上TC轴承固定套与上TC轴承旋转套间的缝隙流向串轴承，在通过下TC轴承固定套、下TC轴承旋转套间的缝隙流向钻具外的环空。整个TC轴承及串轴承都敞露在泥浆中，由于泥浆中含有多的微小岩石颗粒及泥浆的化学腐蚀，大大降低了轴承的使用寿命，其使用寿命在100小时左右，使用温度在100度以下，也无法与丽d、LWd、旋转导向钻进系统配套使用。 该螺杆钻具传动轴总成的密封机构上的下TC轴承固定套、下TC轴承旋转套、上TC轴承固定套、上TC轴承旋转套承担着径向的扶正功能，多组串轴承串接在一起，主要承担着轴向载荷及部分的扶正载荷。扶正器是与本体连为一体的，一担扶正器磨损，该螺杆钻具就失效。 随着石油钻井技术的发展，特别是海洋及陆地沙漠石油钻探，为了获得更好的经济效益，需要开发丛式井、多底井、鱼刺井和大位移水平井，而且常常要在更复杂的地层，如高陡构造带钻井；承钻上述高难度、高水平的油气井，就需要对螺杆钻具提出更高的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种螺杆钻具传动轴总成的密封机构，可以阻止泥浆进入芯轴外的夹套内，使防掉机构的轴承封闭在润滑油腔内工作，使用寿命长。 为解决以上技术问题，本技术的一种螺杆钻具传动轴总成的密封机构，芯轴的中心沿轴线设有贯通的芯轴水眼，所述芯轴的外周自上而下依次套装有上密封套、本体、外壳和缸套，所述上密封套与所述芯轴上端之间的环状空间中设有上活塞，所述上活塞的内壁上部设有上刮圈，所述上活塞的内壁中部设有上旋转油封，所述上活塞的内壁下部设有上活塞自润滑复合轴承；所述上刮圈和上旋转油封与所述芯轴的外壁实现密封，所述上活塞自润滑复合轴承卡在所述芯轴的外壁上；所述上活塞的外壁沿轴线方向依次设有多组O型圈和摩擦套。 相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果:上活塞在上密封套与芯轴之间的环形腔内可上下移动；O型圈和摩擦套紧密贴着上密封套的内壁及上活塞的外壁，阻止了上密封装置随芯轴转动；上活塞自润滑复合轴承可以减小芯轴的旋转阻力且起到扶正的作用，上活塞内壁的润滑油不能越过上旋转油封向上流动；上刮圈可以阻止较大的岩屑下行，防止岩屑损坏上旋转油封。 作为本技术的改进，所述上活塞的下部设有上活塞油道，所述上活塞油道的下端与上油腔相通；所述上活塞油道的上端向内通往各内油孔出口，所述上活塞油道的上端向外分别通往各外油孔出口，所述内油孔位于所述上旋转油封与所述上活塞自润滑复合轴承之间且沿圆周均匀分布；所述外油孔分别位于各组所述O型圈和摩擦套之间且沿圆周均匀分布。上油腔中的压力油通过上活塞油道向各内油孔和各外油孔出口，实现对上活塞自润滑复合轴承、O型圈和摩擦套的润滑。 作为本技术的改进，所述上活塞的上部设有上活塞泥浆通道，所述上活塞泥浆通道向内通往内泥浆孔出口，所述上活塞泥浆通道向外通往外泥浆孔出口 ；所述内泥浆孔位于所述上刮圈和所述上旋转油封之间且沿圆周均匀分布，所述外泥浆孔位于最顶层的所述O型圈以上且沿圆周均匀分布。活塞泥浆通道使泥浆对上活塞产生向下的压力，与上油腔中的油压形成平衡，当上方的泥浆压力大于下方的油压时，上活塞向下移动；当上方的泥浆压力小于下方的油压时，上活塞向上移动。 作为本技术的改进，所述缸套与所述芯轴的下端之间的环状空间设有下活塞，所述下活塞的内壁下部设有下刮圈，所述下活塞的内壁中部设有下旋转油封，所述下活塞的内壁上部设有下活塞自润滑复合轴承；所述下刮圈和下旋转油封与所述芯轴的外壁实现密封，所述下活塞自润滑复合轴承卡在所述芯轴的外壁上；所述下活塞的外壁上部通过双凸油封与所述缸套实现密封，所述下活塞的外壁下部设有沿轴向延伸的下活塞纵向槽，所述缸套的下部旋接有定位销，所述定位销的尾部圆柱台插入所述下活塞纵向槽中；所述缸套与所述外壳相旋接的螺纹段上方的缝隙内填充有O型圈。定位销旋紧在缸套上，定位销尾部圆柱台插入下活塞纵向槽中，保证了下活塞不随芯轴转动；下活塞自润滑复合轴承可以减小芯轴的旋转阻力且起到扶正的作用，下活塞的外壁上部通过双凸油封与缸套实现密封，下活塞的内壁通过下刮圈和下旋转油封与芯轴的外壁实现密封，下旋转油封可以阻止上方的润滑油向下渗漏，下刮圈可以阻止飞溅的岩屑伤害下旋转油封。 作为本技术的改进，所述双凸油封的内侧对称设有两个波峰，与所述波峰对应的外侧对称设有两个波谷，外侧凸部的半径和内侧凹部的半径均为r、外侧凹部的半径和内侧凸部的半径均为R，且r=0.Γ0.SR。双凸油封的内径凸部与下活塞在有较大的过盈量，保证了顺利的安装，同时芯轴在偏心旋转、推动下活塞沿径向位移时，双凸油封能封住缸套与下活塞之间的缝隙。 作为本技术的改进，所述缸套的下端口圆周上均匀分布有多个缸套泥浆孔，各所述缸套泥浆孔的下端开口，所述缸套泥浆孔的上端与所述下活塞的下端面相通；所述下活塞的上端面设有下活塞油槽，所述下活塞油槽的上端与所述下油腔相通。缸套上的缸套泥浆孔可以使井筒环空的泥浆进入缸套内，推动下活塞运动，以保持下油腔与井筒环空泥浆的压力平衡。 【附图说明】 下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本技术。 图1为本技术螺杆钻具传动轴总成的主视图。 图2为图1中上密封装置的放大图。 图3为图2中上活塞的结构示意图。 [0021 ] 图4为图1中防掉机构的放大图。 图5为图1中可更换扶正器的主视图。 图6为图5的俯视图。 图7为图1中下密封装置的放大图。 图8为图7中缸套的主视图。 图9为图8的仰视图。 图中:1.芯轴；la.芯轴水眼；2.上密封套；3.上油腔；4.上密封装置；4a.上活塞；4b.上刮圈；4c.上旋转油封；4d.上活塞自润滑复合轴承；4e.0型圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺杆钻具传动轴总成的密封机构，芯轴的中心沿轴线设有贯通的芯轴水眼，所述芯轴的外周自上而下依次套装有上密封套、本体、外壳和缸套，其特征在于：所述上密封套与所述芯轴上端之间的环状空间中设有上活塞，所述上活塞的内壁上部设有上刮圈，所述上活塞的内壁中部设有上旋转油封，所述上活塞的内壁下部设有上活塞自润滑复合轴承；所述上刮圈和上旋转油封与所述芯轴的外壁实现密封，所述上活塞自润滑复合轴承卡在所述芯轴的外壁上；所述上活塞的外壁沿轴线方向依次设有多组O型圈和摩擦套。

【技术特征摘要】
1.一种螺杆钻具传动轴总成的密封机构，芯轴的中心沿轴线设有贯通的芯轴水眼，所述芯轴的外周自上而下依次套装有上密封套、本体、外壳和缸套，其特征在于:所述上密封套与所述芯轴上端之间的环状空间中设有上活塞，所述上活塞的内壁上部设有上刮圈，所述上活塞的内壁中部设有上旋转油封，所述上活塞的内壁下部设有上活塞自润滑复合轴承；所述上刮圈和上旋转油封与所述芯轴的外壁实现密封，所述上活塞自润滑复合轴承卡在所述芯轴的外壁上；所述上活塞的外壁沿轴线方向依次设有多组O型圈和摩擦套。2.根据权利要求1所述的螺杆钻具传动轴总成的密封机构，其特征在于:所述上活塞的下部设有上活塞油道，所述上活塞油道的下端与上油腔相通；所述上活塞油道的上端向内通往各内油孔出口，所述上活塞油道的上端向外分别通往各外油孔出口，所述内油孔位于所述上旋转油封与所述上活塞自润滑复合轴承之间且沿圆周均匀分布；所述外油孔分别位于各组所述O型圈和摩擦套之间且沿圆周均匀分布。3.根据权利要求2所述的螺杆钻具传动轴总成的密封机构，其特征在于:所述上活塞的上部设有上活塞泥浆通道，所述上活塞泥浆通道向内通往内泥浆孔出口，所述上活塞泥浆通道向外通往外泥浆孔出口 ；所述内泥浆孔位于所述上刮圈和所述上旋转油封之间且沿圆周均匀分布，所述外泥浆孔位于最顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝兆清，李广永，常青忠，祝庆国，
申请(专利权)人：扬州天业石油机械有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32