[实用新型]一种长寿命大扭矩新型涡轮钻具

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及钻探技术领域，特别是石油钻井用的一种长寿命大扭矩新型涡轮钻具。 

背景技术

随着科学技术的发展，涡轮钻具已经发展成为石油钻探技术领域不可缺少的一种井下工具，在钻探施工中起着越来越大的作用。但由于涡轮钻具在井下工作条件恶劣，还存在着扭矩小、轴承寿命尤其是止推轴承工作寿命较短等问题，严重影响了其迅速发展。 

涡轮钻具的主要部件是涡轮，每一级涡轮由一个定子和一个转子组成。定子和转子的形状基本一样，只是叶片的弯曲方向相反。涡轮利用涡流在叶片两面产生的压差来使转子产生转动，转子转动的速度及扭矩由叶片的形状和叶片的角度决定。 

止推轴承是涡轮钻具的重要组成部分之一，在其上作用着很大的轴向负荷。目前，止推轴承在工作时采用钻井液进行润滑，而钻井液含有研磨性颗粒这一问题是不可能解决的，因此其寿命较短成为涡轮钻具中最为薄弱的环节。 

在钻井过程中，涡轮钻具本身的扶正效果不够理想，在钻井时易于出现井眼轨迹偏移的问题，尤其不利于直井的钻井。 

实用新型内容

为了克服现有技术的不足之处，本实用新型提供一种长寿命大扭矩新型涡轮钻具。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该涡轮钻具主要由涡轮节和支承节两大独立单元组成。其特征在于：处于涡轮节下部及支承节中部的止推轴承组采用的是一种用密闭式油浸方式润滑的推力球轴承，用润滑油来取代含有研磨性颗粒的钻井液润滑，可极大地提高止推轴承的工作寿命。该种轴承不用钻井液来冷却和润滑，保证了不受研磨材料的作用，从而具有更长的寿命。为了使轴承组顶部钻井液所作用的压力得到释放，在第一止推轴承组与第二止推轴承组的轴承组外圈与(涡轮节、支承节)壳体间加工出可通过钻井液的通道槽，在(涡轮节、支承节)壳体与轴承组外圈间形成钻井液的通道；该通道槽可以是方形、半椭圆形、半圆形或其它的形状，最好为半圆形；为了方便，通道槽可以在外壳内部加工，也可以加工在轴承外圈上。当通道槽加工在轴承外圈上时，为了防止轴承外圈相互错动，在轴承上下组接触面上钻上止动销孔，安装上止动销防止其错开而影响其通道的畅通；为了防止在轴承外圈上开平行于支承节轴中心线的直槽而影响轴承的寿命，所开的通道槽可以是以支承节轴中心线为轴线的螺旋线型。 

处于涡轮节中部的涡轮组，每一级涡轮都是相同的。为了得到合理的大扭矩，定子和转子的叶片角度与其它的涡轮钻具不同。根据优选及现场实验确定，叶片入口端与出口端两个高点连线与水平线的夹角一般取53°-67°，最好是65°。 

为了增加涡轮钻具钻进时的防斜效果，在上接头的上部加工出三个或四个稳定器的短棱，在短棱上加工出安放变径稳定器活塞套29的圆孔，把加 工好的变径稳定器的活塞30及第一O型圈(31)、第二O型圈(33)及Y型密封圈与挡圈32安装好后一同放入活塞套里，再安装在上接头上。在安放活塞套29的圆孔处加工出母扣、而在活塞套上加工出对应的公扣的方式来固定活塞套。活塞套采用螺纹的方式固定时，可在适当位置安装上防松螺钉34；也可以采用滚珠锁紧的方式来固定活塞套29，也可以采取卡簧、卡紧钢丝、压紧螺栓等方式。在涡轮节上接头1或支承节上接头17上增加了变径稳定器的功能，使涡轮钻具的扶正效果更好。活塞30的工作面为球形面，上面镶嵌硬质合金与金刚石的复合体或其它的耐磨材料。 

本实用新型的有益效果是，与现有技术相比，该实用新型提高了涡轮节、支承节中止推轴承的寿命，从而保证了涡轮钻具整体的使用寿命；改变了涡轮叶片的角度，从而获得较大的扭矩；增加了变径稳定器的功能，使涡轮钻具的扶正效果更好，更能满足钻探生产的需要。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本实用新型涡轮钻具第一部分涡轮节的半剖面结构示意图。 

图2是本实用新型涡轮钻具第二部分支承节的半剖面结构示意图。 

图3是本实用新型涡轮钻具第一部分涡轮节的一种结构的半剖面示意图。 

图4是本实用新型涡轮钻具第二部分支承节的一种结构的半剖面示意图。 

图5是本实用新型涡轮钻具止推轴承组外圈开有螺旋形通道槽及安装有 止动销的局部剖视图。 

图6是本实用新型涡轮钻具涡轮定子叶片沿直径方向的剖面结构示意图。 

图7是本实用新型涡轮钻具涡轮转子叶片沿直径方向的剖面结构示意图。 

图8是本实用新型涡轮钻具涡轮节上接头1或支承节上接头17增加变径稳定器功能的变化示意图。