[实用新型]采用氮气弹簧构建的双通道双向主轴缓冲器装置

说明书

本实用新型公开了一种采用氮气弹簧构建的双通道双向主轴缓冲器装置，主要由动力头浮动主轴、配气套、氮气弹簧活塞轴、从动齿轮、传力缸套组成。缓冲装置安装在主轴上方单通道轴段与下方双通道配气段分体布置，该装置用于实施冲击回转反循环钻进过程中缓解轴向冲击和振动。本实用新型采用双液压马达动力驱动，双侧动力驱动，使得扭矩平衡，避免径向力，保运行平稳。本实用新型体积小，安装和维护方便，结构紧凑，稳定性好，精度高，可以提高钻井效率。

技术领域

本实用新型涉及采用液压马达驱动双壁钻杆回转的动力装置，用于反循环旋冲钻进，特别涉及一种缓解主轴轴向冲击振动装置。

背景技术

欧钻(Eurodrill)公司实用新型一种带有顶部液压冲击器的冲击回转钻进的动力头，实现了主轴浮动，采用液压蓄能器进行缓冲，并使用带有单通道的钻杆，底部无法排渣。国内的相关专利公开号CN 101235704A详细的描述用于钻杆旋转驱动的动力组件结构，但未见配置缓冲结构。

发明内容

本实用新型提供一种反循环钻进技术中可实际应用的工程钻机动力头设计，设计的氮气弹簧活塞轴可在钻进过程实现主轴的浮动，减缓钻进过程中过载冲击对主轴、轴承、传力缸套等关键零部件造成损坏；动力头设计考虑到反循环排渣方式设计有双通道管路，并配有通入高压气体的通道；结构上分为两个腔室，通有液压油和压缩氮气。主轴与传动轴之间装配有压缩弹簧，对轴承和齿轮等精密零件进一步缓冲井底旋转钻具引起的冲击和振动。

本实用新型是由双壁钻杆内接头、双壁钻杆外接头、配气连接法兰轴、配气套、配气轴承端盖、外管法兰轴、过渡法兰轴、下浮动轴、氮气弹簧缸、氮气弹簧法兰端盖、上浮动轴、动力头箱体、轴承端盖、从动大齿轮、主动小齿轮、传力缸套、MC尼龙缓冲垫、摆线马达、排渣管过渡接头、排渣管接头组成；

排渣管接头上开有卡槽，可将排渣管扣压在排渣管接头上，并由卡圈卡紧。排渣管接头与轴承座套通过八个均匀分布的螺栓连接，并由轴承组进行支撑，D截面处为外六角形的排渣管过渡接头，排渣管过渡接头上开有卡槽，半圈卡键固定在卡键槽内，轴承组通过半圈卡键进行轴向定位，排渣管接头和六边形排渣管过渡接头之间采用YX密封圈，防止岩渣屑上返过程中进入轴承组中，避免损坏轴承组，轴承座套与六边形排渣管过渡接头之间由毡圈密封。排渣管接头上下两部分接触的平面A，用于轴向中心定位并起到密封效果。排渣管过渡接头和上浮动轴在B处紧密贴靠，起到密封作用。排渣管过渡接头C处内部采用T型螺纹与下方上浮动轴连接；

上浮动轴内壁设计有流线型通道，流线型内壁一方面使得能量损失降到最低，另一方面岩渣屑上返通道口径逐渐缩小起导流作用，使得排渣通畅。上浮动轴与下浮动轴之间留有注入润滑脂的空间E，设计有油杯注入润滑脂，润滑冷却花键。且上浮动轴下端加工有内花键，下浮动轴上端加工有外花键相互配合可以实现浮动传扭。氮气弹簧法兰端盖,氮气弹簧缸,下浮动轴，形成上下两段气液耦合式密封腔F，可以吸收双向轴向载荷，缓冲井底旋转钻具引起的冲击和振动。氮气弹簧法兰端盖和下浮动轴之间安装特瑞堡径向油封防止润滑脂沿着氮气弹簧法兰端盖、下浮动轴之间的缝隙渗漏；安装特瑞堡旋转格来圈，防止压缩氮气沿着氮气弹簧法兰端盖、下浮动轴之间的缝隙渗漏。下浮动轴上设计有活塞结构G，相比普通的活塞结构，整体式活塞更加抗冲击抗荷载。活塞杆上安装有导向环，起到导向作用，安装精度更高；安装特康AQ组合型密封圈，防止上下两气液耦合式腔室相互泄漏，起到活塞旋转、轴向移动的动密封作用。氮气弹簧缸下半部分同样安装有特瑞堡径向油封、特瑞堡旋转格来圈。下浮动轴与过渡法兰轴表面H之间使用左旋螺纹连接传递扭矩，防止螺纹松动。长期使用会导致氮气泄露，将影响缓冲效果，故氮气弹簧缸上下腔均设置有注气单向阀以便于注气维护；