[实用新型]一种油密封腔压力平衡螺杆钻具传动轴总成

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油天然气钻井中的油密封螺杆钻具传动轴总成，特别适合于气基流体钻井工艺及高温强振动的泥浆介质深井、超深井钻探过程使用的油密封腔压力平衡螺杆钻具传动轴总成。

背景技术

螺杆钻具是石油钻井或修井作业时使用的一种井下动力工具之一，而传动轴总成是螺杆钻具的四大主要部件之一，也是最易失效的部件之一，其作用是将马达的输出扭矩和转速传递给钻头，同时承受钻进过程中产生的轴向和径向载荷。传动轴总成包括传动轴、传动轴壳体、径向轴承组、推力轴承组等部件。近年来国内外油气田的招标作业，甲方都要求使用空气钻井，空气钻井具有大幅提高机械钻速、有效发现及保护油气层等技术优势，但同时它对井下钻具特别是对螺杆钻具提出了更高的要求。在空气钻井中常规的螺杆钻具由于缺乏足够的流体润滑无法使用；近年来出现的油密封传动轴螺杆钻具经过现场实验亦无法较好地阻止气基循环介质（纯气、气固、气固液）的侵入，使用寿命低，通常使用40～50小时即失效，这不仅导致频繁起下钻，而且轴承卡死容易引发钻井事故，从而带来较大经济损失并大幅降低钻井效率。

目前国内已有的传动轴密封装置用于深井泥浆钻井中时，由于自身密封能力的原因，导致使用效果差，使用寿命短，无法满足使用要求，这甚至限制了带密封装置螺杆钻具在深井中的应用。

发明内容

本实用新型的目的是：为了提供一种密封性能好、寿命长、耐磨损及耐高温高压的螺杆钻具传动轴总成，延长螺杆钻具传动轴在恶劣工况下的使用寿命，特提出一种油密封腔压力平衡螺杆钻具传动轴总成。

为了达到上述目的，本实用新型解决此技术问题所采用的技术方案是：一种油密封腔压力平衡螺杆钻具传动轴总成，是由壳体、传动轴、上密封总成、上径向轴承组、推力轴承组、中间密封总成、下径向轴承组、支撑套、下密封总成和下端螺纹等组成，其结构特征是：壳体和传动轴配合形成环空容腔；上密封总成安装在环空容腔内，上密封总成下面依次安装有上径向轴承组、推力轴承组、支撑套以及下径向轴承组；中间密封总成安装在下径向轴承组上端，下密封总成安装在下径向轴承组下端；下端螺纹连接钻头。

上密封总成由套筒、活塞缸体、轴承、静密封圈、动密封圈、上密封止逆阀等组成；套筒外表面与活塞缸体接触，内表面与传动轴接触，套筒与活塞缸体的接触面镀一层铬，其厚度为0.05～0.20mm，以增加接触面的防腐蚀性能和耐磨性；套筒内孔安装2～4组静密封圈，与传动轴配合形成静密封；活塞缸体内孔安装有两组动密封圈及一组轴承，与套筒配合形成动密封，外表面安装2～4组静密封圈，与壳体配合形成静密封；活塞缸体内部有上密封止逆阀，可以连通两端的环空容腔。

中间密封总成由动密封圈、静密封圈等组成；下径向轴承组上端内孔安装动密封圈，与支撑套配合形成动密封；下径向轴承组外表面安装1～3组静密封圈，与壳体配合形成静密封；支撑套上端内孔安装1～2组静密封圈，与传动轴配合形成静密封。

下密封总成由流道、活塞腔、活塞、管塞、下密封止逆阀、动密封圈等组成；流道在下径向轴承组内部，连通下径向轴承组内的间隙及活塞腔；活塞腔内安装活塞，活塞腔下端端口安装管塞；下密封总成内部有下密封止逆阀；下密封总成内孔安装两组动密封圈，与传动轴配合形成动密封。

动密封圈具有多个波形组成的流体动力润滑边和一条尖的、直的隔离边；密封圈安装到密封槽内，波形边与直边同时与轴表面接触，形成特殊的密封“唇部”。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：（1）本实用新型密封装置接触面靠轴承配合，具有密封性能好、寿命长、耐高温高压及摩擦系数小的效果；（2）密封腔两端压力保持平衡，保证了密封效果，使用寿命长；（3）应用的动密封圈具有密封接触区润滑效果好、密封压力高、磨损低、扭矩小及摩擦生热少等特点；（4）本实用新型结构简单、成本低，可以满足气基流体钻井和恶劣工况下的泥浆钻井施工需要，可用于气基流体钻井和高温强振动的泥浆介质钻井中。

附图说明

图1是本实用新型一种油密封腔压力平衡螺杆钻具传动轴总成的结构示意图。

图2是本实用新型传动轴总成上密封总成的结构示意图。

图3是本实用新型传动轴总成中间密封总成的结构示意图。

图4是本实用新型传动轴总成下密封总成的结构示意图。

图5是本实用新型传动轴总成动密封圈18、动密封圈21和动密封圈29的剖面结构示意图。