[发明专利]钻柱的恒速连接器

说明书

技术领域

本发明总的涉及结合地下井使用的设备和执行的操作，在以下描述的一个实例中，具体地说，提供钻柱的恒速连接器。

背景技术

钻探底部孔组件(BHA)可包括钻探马达，其在钻柱的端部处提供钻头的转动。然而，如果钻探的BHA包括容积式Moineau型钻探马达，则钻探马达的转子可具有环接的、行星和/或外摆线的运动，该运动较佳地被转换为钻头的旋转运动。此外，如果在钻探BHA中使用弯曲的外壳，则围绕BHA的一个中心线的转动较佳地转换为围绕另一中心线的转动，该另一中心线不与第一中心线对齐。

因此，将会认识到，在构造恒速连接器的行业内，对钻探马达和钻头之间传递转动和扭矩，不断地需要有改进。

附图说明

图1是井钻探系统和可实施本发明原理的相关方法的代表性局部剖视图。

图2是钻探马达组件的放大比例的代表性局部剖视立体图，该钻探马达组件可用于图1的系统和方法，并可实施本发明的原理。

图3是恒速连接器的另一放大比例的代表性局部剖视侧视图，该恒速连接器可用于图2的钻探马达组件，并可实施本发明的原理。

图4是恒速连接器的球窝型接头的另一放大比例的代表性剖视图。

图5是图4的球窝型接头的代表性分解立体图。

图6是钻探马达组件的另一实例的代表性侧视图。

具体实施方式

图1中代表性地示出了钻井系统10及相关方法，该系统和方法可实施本发明的原理。然而，应该清楚地理解到，系统10和方法仅是本发明原理在实践中应用的一个实例而已，且各种其它的实例都是可能的。因此，本发明的范围决不局限于这里所描述的和/或附图中所示的系统10和方法的细节。

在图1的实例中，钻柱12用于在地层16中钻探出井筒14。井筒14可沿任何方向延伸，钻柱12可以是任何类型的钻柱(例如，钻管、盘管，由复合材料制成，连接线的或“智能”的导管等)。本发明的范围不局限于钻探操作或钻柱的任何特殊类型。

钻探马达18互连在钻柱12中。在该实例中，钻探马达18可以是容积式马达，其对井钻探操作产生了理想的转速和扭矩。本技术领域内技术人员熟知类型的Moineau型的渐进腔“泥”泵可用于钻探马达18。

轴承组件20将钻探马达18的转动输出传递到连接在钻柱12的远端处的钻头26。在该实例中，轴承组件20转动地支承着输出轴(未在图1中示出)，该输出轴将转动和扭矩传输到用于钻探井筒14的钻头26。在其它的实例中，轴承组件20可与钻探马达18集成一体，或轴承组件可其它方式定位。

边测量边钻探(MWD)和/或边记录边钻探(LWD)系统22可用于测量某些向下钻进参数，以及与远处部位(诸如陆上或水上钻探台架、海底设施等)通讯。如此的通讯可以借助于任何方法，例如，有线或无线遥测、光纤、声脉冲、压力脉冲、电磁波等。

尽管钻柱12在文中被描述为包括某些部件，但应该清楚地理解到，本发明范围不局限于这些部件的任何特殊组合或布置，可使用或多或少的部件以适用特定的情况。钻柱12仅是可从这里所描述的原理中获益的钻柱的一个实例。

现另外参照图2，除了钻柱12的其余部分，代表性地示出了钻探马达18和轴承组件20。在该实例中，钻探马达18包括带有装在定子内的转子的动力部分28，由此，流过该动力部分的流体流动致使转子相对于定子转动。

转子连接到输出轴上，在该实例中，输出轴包括恒速连接器30，用于将转子的转动通过轴承组件20转递到钻头连接器32。该实例中的钻探马达18可在大部分的其它方面类似于SPERRYDRILL(TM)容积式钻探马达，其由美国得克萨斯州休斯敦市的哈里伯顿能源服务公司(Halliburton Energy Services,Inc.)出品。然而，在其它的实例中可使用其它类型的钻探马达(例如，其它的容积式马达、涡轮马达等)。

现另外参照图3，除了钻探马达18和轴承组件20，代表性地示出了恒速连接器30的实例。在该实例中，恒速连接器30包括两个定位在轴36的相对端处的球窝型接头34，但在其它的实例中可使用其它数量的这些部件。

每个球窝型接头34包括被接纳在窝40内的球38(例如，大致球体的结构)。通过在轴端部上一体地形成球，分开地形成球并然后连接这些球等，则球38连接到轴36的相对端。本发明的范围不局限于构造连接器30的各种部件的任何特殊方式。

插入件42被接纳在通过各个球38侧向形成的开口44内。插入件42和开口44的形状做成：可围绕垂直于开口的侧向轴线48转动。例如，插入件42可呈圆盘或短圆柱的形式。