用于钻井马达的CV接头和方法技术

一种用于井下钻井马达的CV接头，包括中心轴，该中心轴包括顶部轴区段和底部轴区段。顶部轴区段至少部分地容纳在第一插入件的腔内，该第一插入件容纳在转子适配器的腔内。底部轴区段至少部分地容纳在第二插入件的腔内，该第二插入件容纳在驱动轴适配器的腔内。顶部轴区段和底部轴区段的外表面可以分别包括多个顶部轴凹窝和多个底部轴凹窝。第一插入件和第二插入件可以各自包括一系列凹部。顶部剪力构件可以部分地容纳在顶部轴凹窝和第一插入件的凹部内。底部剪力构件可以部分地容纳在底部轴凹窝和第二插入件的凹部内。

CV joint and method for drilling motor

A CV joint used for a downhole drilling motor, including a central axis, which consists of a top shaft section and a bottom section. The top shaft section is at least partially accommodated in the cavity of the first insert, and the first insert is accommodated in the cavity of the rotor adapter. The bottom shaft section is at least partially accommodated in the cavity of the second insert, and the second inserts are accommodated in the cavity of the drive shaft adapter. The top and bottom of the shaft section of the shaft section of the outer surface can comprises a plurality of top shaft and a plurality of shaft bottom concave recess. The first insert and the second inserts may each include a series of recesses. The top member shear can partially accommodate the top of the shaft and a concave part of the first insert inside. The bottom shear component can be partially accommodated in the bottom of the shaft and a second concave parts within the insert.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于钻井马达的CV接头和方法专利技术背景在钻取油气井时，井下钻井马达(downholedrillingmotor)可以连接到钻柱(drillstring)，以旋转和转向钻头。传统的钻井马达通常包括动力组件、传动组件和轴承组件。旋转由动力组件提供，该动力组件可以是由钻井流体(泥浆)的循环驱动的正排量马达。传动组件将转矩和速度从动力组件传递到布置在钻井马达下端处的钻头。轴承组件在钻井期间承受施加在钻柱上的轴向和径向载荷。例如，图1A和1B所示的传统钻井马达2包括动力组件4、传动组件6和轴承组件8。动力组件4可以包括定子壳体10、固定在定子壳体10内的定子12和在定子12内可旋转的转子14。定子12可以具有螺旋状轮廓的内表面。转子14可以具有螺旋状轮廓的外表面。它们一起界定具有螺旋状渐进腔(progressivecavity)的正排量流体马达。轴承组件8可以包括轴承壳体16和固定在轴承壳体16内的可旋转的驱动轴18。传动组件6可以包括传动壳体20和用于将转子14连接到驱动轴18的传动轴组件22。钻井流体或泥浆通过钻柱或钻杆(drillpipe)从井表面被泵送到钻井马达2。钻井流体或泥浆流过形成在转子14和定子12之间的腔，流过围绕传动轴组件22的传动壳体20，流入设置在驱动轴18上或传动轴组件22的一部分上的入口端口，流过驱动轴18，并通过出口端口流出，以从井眼冲走钻屑并冷却钻头。钻井流体驱动转子14在定子12内旋转，其中转子14围绕定子12的内表面转动。传动轴组件22将转子14的旋转运动传递到驱动轴18。驱动轴18在轴承壳体16内同心地旋转，以驱动钻头。传动轴组件22可以由等速接头(constant-velocityjoint，“CV接头”)形成。CV接头可以包括联接到转子14的转子适配器24、联接到驱动轴18的驱动轴适配器26以及将转子适配器24连接到驱动轴适配器26的中心轴28。CV接头还可以包括在中心轴28的上端和下端处的推力构件30和剪力构件32。剪力构件32可以接触中心轴28的外表面以及转子适配器24的内表面和驱动轴适配器26。通过持续接触，剪力构件32引起转子适配器24的内表面和驱动轴适配器26上的磨损，这可导致转子适配器24和驱动轴适配器26发生故障。附图的简要描述图1A和1B是现有技术的包括CV接头的钻井马达的相继的横截面图。图2是本文公开的用于井下钻井马达的CV接头的横截面图。图3是示出CV接头内的第一插入件的局部横截面图。图4是插入件的透视图。图5是插入件的另一透视图。图6是插入件的端视图。图7是示出CV接头内的第二插入件的局部横截面图。图8是井眼内的钻井马达的示意图。优选实施方案的详细描述图2和图3示出了用于钻井马达的CV接头40。CV接头40可以包括中心轴42，所述中心轴42包括顶部轴区段44和底部轴区段46。CV接头40还可以包括转子适配器48和容纳在转子适配器48的腔52内的第一插入件50。顶部轴区段44可以至少部分地容纳在第一插入件50的腔54内。顶部推力构件56可以被布置在顶部轴区段44的中心腔58内。顶部推力构件56可以由球形部件形成。替代地，顶部推力构件56可以与顶部轴区段44的中心腔58一体地形成。顶部推力销60可以部分地布置在中心腔58内。顶部推力销60还可以接合顶部推力构件56和第一插入件50。例如，顶部推力销60可以部分地布置在第一插入件50的中心凹部62内。顶部推力销60可以将布置在上方的转子的轴向载荷从第一插入件50传送到中心轴42。顶部推力销60还可以在中心轴42和第一插入件50之间提供适当的竖直间隔。一系列顶部剪力构件64可以部分地布置在位于顶部轴区段44的外表面上的一系列凹窝66内并与凹窝66接触。顶部剪力构件64还可以部分地布置在位于第一插入件50的腔54的表面上的一系列凹部68内并与凹部68接触。顶部剪力构件64可以通过与中心轴42的凹窝66和第一插入件50的凹部68接触，将转矩和速度从第一插入件50传递到中心轴42。顶部剪力构件64可以由球形部件、圆柱形部件、凸桶形部件或任何其它含有圆弧的部件形成。图4-6示出了具有凹部68、中心凹部62和中心孔70的第一插入件50。第一插入件50还可以包括外部型面(outerprofile)72。如图所示，外部型面72可以形成在第一插入件50的直径减小的区段上。在其他实施方案中，外部型面72可以形成在第一插入件50的直径较大的区段的外表面上。外部型面72可以接合转子适配器48的腔52的内部型面74(在图3中示出)。通过外部型面72和内部型面74的接合，CV接头40可以将转矩和速度从转子适配器48传递到第一插入件50。内部型面74可以具有与外部型面72的形状互补的形状。例如，外部型面72可以是第一插入件50上的六角形突出部(如图所示)，并且内部型面74可以是转子适配器48的腔52内的六角形凹部。替代地，外部型面72和内部型面74可以由花键或平坦部件形成。外部型面72和内部型面74可以由能够协作以将转矩和速度从转子适配器48传递到第一插入件50的任何形状形成。现在参考图2和图7，CV接头40还可以包括驱动轴适配器80和容纳在驱动轴适配器80的腔84内的第二插入件82。底部轴区段46可以至少部分地被容纳在第二插入件82的腔86内。在一个实施方案中，驱动轴适配器80可以与转子适配器48相同。底部推力构件88可以布置在底部轴区段46的中心腔90内。底部推力构件88可以由球形部件形成。替代地，底部推力构件88可以与底部轴区段46的中心腔90一体地形成。底部推力销92可以部分地布置在中心腔90内，使得底部推力销92接合底部推力构件88。底部推力销92还可以接合第二插入件82。例如，底部推力销92可以部分地布置在第二插入件82的中心凹部94内。底部推力销92可以将布置在上方的转子的轴向载荷从中心轴42传送到第二插入件82。底部推力销92还可以在中心轴42和第二插入件82之间提供适当的竖直间隔。一系列底部剪力构件96可以部分地布置在位于底部轴区段46的外表面上的一系列凹窝98内并与凹窝98接触。底部剪力构件96还可以部分地布置在位于第二插入件82的腔86的表面上的一系列凹部100内并与凹部100接触。第二插入件82可以与图4-6所示的第一插入件50相同。具体地，第二插入件82可以包括中心孔102和外部型面104。第二插入件82的外部型面104可以位于第二插入件82的直径减小的区段上或者位于第二插入件82的直径较大的区段的外表面上。外部型面104可以接合驱动轴适配器80的腔84的内部型面106。通过外部型面104和内部型面106的接合，CV接头40可以将转矩和速度从第二插入件82传递到驱动轴适配器80。内部型面106可以具有与外部型面104的形状互补的形状。例如，外部型面104可以是第二插入件82上的六角形突出部，并且内部型面106可以是驱动轴适配器80的腔84内的六角形凹部。替代地，外部型面104和内部型面106可以由花键或平坦部件形成。外部型面104和内部型面106可以由能够协作以将转矩和速度从第二插入件82传递到驱动轴适配器80的任何形状形成。在替代实施方案中，插入件50和82以及适配器48和80可以不包括协作的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CV接头，用于井下钻井马达，所述CV接头包括：中心轴，其包括顶部轴区段和底部轴区段；第一插入件，其包括容纳所述顶部轴区段的腔；第二插入件，其包括容纳所述底部轴区段的腔；转子适配器，其包括容纳所述第一插入件的腔；和驱动轴适配器，其包括容纳所述第二插入件的腔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.01 US 14/702,3241.一种CV接头，用于井下钻井马达，所述CV接头包括：中心轴，其包括顶部轴区段和底部轴区段；第一插入件，其包括容纳所述顶部轴区段的腔；第二插入件，其包括容纳所述底部轴区段的腔；转子适配器，其包括容纳所述第一插入件的腔；和驱动轴适配器，其包括容纳所述第二插入件的腔。2.根据权利要求1所述的CV接头，其中，所述第一插入件和所述第二插入件各自包括耐磨材料。3.根据权利要求2所述的CV接头，其中，所述耐磨材料是陶瓷材料、碳化钨、碳化铬、碳化钛或工具钢。4.根据权利要求1所述的CV接头，其中，所述第一插入件和所述第二插入件各自包括耐磨表面。5.根据权利要求1所述的CV接头，其中，所述第一插入件和所述第二插入件的材料具有比所述转子适配器和所述驱动轴适配器的材料的硬度值大的硬度值。6.根据权利要求5所述的CV接头，其中，所述第一插入件和所述第二插入件的材料具有500HBN或更大的布氏硬度值。7.根据权利要求1所述的CV接头，其中，所述第一插入件包括外部型面，所述外部型面与所述转子适配器的腔的内部型面接合，用于将转矩和速度从所述转子适配器传递到所述第一插入件，其中，所述第一插入件的所述外部型面相对于所述转子适配器的腔的内部型面互补地成形。8.根据权利要求7所述的CV接头，其中，所述第二插入件包括外部型面，所述第二插入件的外部型面与所述驱动轴适配器的腔的内部型面接合，用于将转矩和速度从所述第二插入件传递到所述驱动轴适配器，其中，所述第二插入件的外部型面相对于所述驱动轴适配器的腔的内部型面互补地成形。9.根据权利要求8所述的CV接头，其中，所述第一插入件的外部型面和所述第二插入件的外部型面是六角形的突出部，并且其中，所述转子适配器的腔的内部型面和所述驱动轴适配器的腔的内部型面是六角形的凹部。10.根据权利要求1所述的CV接头，还包括布置在所述顶部轴区段的中心腔内的顶部推力构件和布置在所述底部轴区段的中心腔内的底部推力构件。11.根据权利要求10所述的CV接头，其中，所述顶部推力构件和所述底部推力构件各自包括球形形状。12.根据权利要求10所述的CV接头，还包括顶部推力销和底部推力销，所述顶部推力销部分地布置在所述顶部轴区段的中心腔内并且接触所述第一插入件的腔，所述底部推力销部分地布置在所述底部轴区段的中心腔内并且接触所述第二插入件的腔。13.根据权利要求1所述的CV接头，还包括一系列顶部剪力构件和一系列底部剪力构件，其中，所述顶部剪力构件部分地容纳在所述顶部轴区段上的一系列凹窝内，并且部分地容纳在所述第一插入件的腔的内表面上的一系列凹部内，其中，所述底部剪力构件部分地容纳在所述底部轴区段上的一系列凹窝内，并且部分地容纳在所述第二插入件的腔的内表面上的一系列凹部内。14.根据权利要求13所述的CV接头，其中，所述顶部剪力构件和所述底部剪力构件各自包括球形形状。15.一种CV接头，用于井下钻井马达，所述CV接头包括：中心轴，其包括顶部轴区段和底部轴区段，其中，所述顶部轴区段的外表面包括一系列顶部轴凹窝，并且所述底部轴区段的外表面包括一系列底部轴凹窝；第一插入件，其包括腔和在该腔的表面中的一系列凹部，其中，所述顶部轴区段至少部分地容纳在所述第一插入件的腔内；第二插入件，其包括腔和在该腔的表面中的一系列凹部，其中，所述底部轴区段至少部分地布置在所述第二插入件的腔内；一系列顶部剪力构件和一系列底部剪力构件，其中，所述顶部剪力构件部分地容纳在所述顶部轴凹窝内并且部分地容纳在所述第一插入件的凹部内，用于将转矩和速度从所述第一插入件传递到所述中心轴，并且其中，所述底部剪力构件部分地容纳在所述底部轴凹窝内并且部分地容纳在所述第二插入件的凹部内，用于将转矩和速度从所述中心轴传递到所述第二插入件；转子适配器，其包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩特尔·HH·范吉尼兹雷科夫斯基，威廉·C·赫本，
申请(专利权)人：艾斯米恩控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US