[发明专利]一种适用于海洋水下钻机的电动钻具

说明书

本发明公开了一种适用于海洋水下钻机的电动钻具，属于海洋钻井设备技术领域，包括供电总成、电机总成和钻头总成；供电总成包括配电柜、供电电缆、电缆插头；电机总成包括连接头、上机头、电机外壳、定子组件、转子组件、扶正轴承、止推轴承、转轴、下机头、保护器；钻头总成包括过渡接头、钻头；电机总成为上下贯通的中空结构，其上端通过连接头与连续油管连接，下端通过过渡接头与钻头连接；供电电缆一端与配电柜连接，另一端穿过连续油管，通过电缆插头与上机头连接。本发明结构简单、调速范围宽、控制精度高，可大幅提高钻机的钻井效率和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种电动钻具，尤其是涉及一种适用于海洋水下钻机的电动钻具，属于海洋钻井设备技术领域。

背景技术

世界海洋石油资源量约占全球石油资源总量的三分之一，海洋油气资源的开发利用，尤其是深水海域油气资源的勘探开发，已经成为世界各国能源战略的热点领域。随着海洋钻井设备的发展，其对钻井效率和可靠性提出了更高的要求。

海洋水下钻机将主要钻井设备由浮式平台(船)移至海底，通过连续油管进给、钻井液循环及远程控制在海底实施钻井作业。与连续油管钻井工艺相匹配的井下动力钻具是海洋水下钻机的核心装置。井下动力钻具包括螺杆钻具、涡轮钻具和电动钻具。与螺杆钻具和涡轮钻具相比，电动钻具具有钻速高、温度承载范围宽、控制精度高等优点。但是，现有的电动钻具由于为感应电机加机械减速机构的结构形式，存在结构复杂、效率低、减速机构易磨损、可靠性差等缺陷，不适用于海洋水下钻机的使用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、钻进效率高、可靠性强的适用于海洋水下钻机的电动钻具。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种适用于海洋水下钻机的电动钻具包括供电总成、电机总成和钻头总成；所述供电总成包括配电柜、供电电缆、电缆插头；所述电机总成包括连接头、上机头、电机外壳、定子组件、转子组件、扶正轴承、止推轴承、转轴、下机头、保护器；所述钻头总成包括过渡接头、钻头；所述电机总成为上下贯通的中空结构，其上端通过连接头与连续油管连接，下端通过过渡接头与钻头连接；所述供电电缆一端与配电柜连接，另一端穿过连续油管，通过电缆插头与上机头连接。

如上所述的适用于海洋水下钻机的电动钻具，其中，所述上机头为中空结构，其上端与连接头连接，下端与电机外壳连接；所述上机头一侧设有沿轴向贯通的通线孔。

如上所述的适用于海洋水下钻机的电动钻具，其中，所述定子组件包括定子铁芯、定子铜芯段、定子绕组；所述定子铁芯和定子铜芯段的定子槽类型为闭口槽；所述定子绕组缠绕固定在定子铁芯和定子铜芯段的闭口槽内。

如上所述的适用于海洋水下钻机的电动钻具，其中，所述定子铁芯为分段结构；所述定子铜芯段连接于定子铁芯分段处。

如上所述的适用于海洋水下钻机的电动钻具，其中，所述转子组件包括套筒、永磁体块；所述套筒为中空结构，其外表面设有轴向布置且相互平行的凹槽；所述凹槽的宽度与永磁体块相等；所述永磁体块贴装于凹槽内。

如上所述的适用于海洋水下钻机的电动钻具，其中，所述转子组件为分段结构，且通过平键与转轴连接；所述转子组件分段处设有扶正轴承；所述扶正轴承外圈与定子铜芯段连接，内圈与转轴连接。

如上所述的适用于海洋水下钻机的电动钻具，其中，所述下机头为中空结构，其上端与电机外壳连接，下端与保护器连接；所述下机头一侧设有沿轴向贯通的通油孔；所述保护器为中空结构，储油胶囊设于其环形内腔内。

如上所述的适用于海洋水下钻机的电动钻具，其中，所述转轴为中空结构，其上端伸入上机头，且与上机头之间设有上机械密封；所述转轴的下端穿过下机头、保护器与过渡接头连接，且与下机头之间设有止推轴承和下机械密封；所述过渡接头为中空结构。

本发明的有益效果在于：