专利名称：涡轮钻具配用的支承节的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涡轮钻具配用的支承节，属石油钻井井下设备技 术领域。
技术背景-
在现代石油钻井工程中，涡轮钻具已成为直井、定向井、丛式井、 大斜度井、水平井以及复杂地质条件下的最佳钻井工具之一。涡轮钻 具在提高机械钻速、增加钻头进尺、减少钻井成本、实现井身轨迹的 定向控制、确保井身质量和钻井安全性等方面，与传统的钻盘钻井相 比，具有极大的优越性。
涡轮钻具包括涡轮节和支承节。将涡轮定、转子装在一个单独的 壳体内，就是涡轮节，是涡轮钻具的动力部分；如果将止推轴承装在 另一个单独的壳体内，就是支承节，用以承受涡轮节产生的水力负荷 和钻井时的钻压。
早期的涡轮钻具采用的是橡胶一金属止推轴承，轴承寿命比较 短，平均只有36小时；另外，橡胶不能在油基泥浆中使用，而且使
用温度不能超过10(TC，从而限制了其使用范围。
现在通常使用的涡轮钻具都是采用开式钻井液润滑、冷却型式的 支承节，这种支承节的金属止推球轴承直接在含有磨砺性介质的钻井 液中工作，止推球轴承磨损很快；同时由于支承节本身结构的影响， 使支承节在装配过程中无法控制或保证止推球轴承的游隙，以至于止 推球轴承在工作时钢球经常破裂或破碎，极大地影响了支承节的使用 寿命。所以支承节的寿命一直较低，平均的使用寿命不超过100小时。
发明内容
本发明的目的在于改进现有的支承节的结构，提供一种涡轮钻 具配用的支承节，使之能减少止推轴承的破裂或破碎，满足止推轴承 的润滑和散热，提高支承节及其止推轴承的使用寿命，具有安全、高 效、长寿命的特点。
本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。
在涡轮钻具配用的支承节的结构中，设置有上扶正轴承(8)、下
扶正轴承(12)、止推轴承组(11);下扶正轴承、止推轴承组、上扶
正轴承顺次安装在主轴(4)上，通过联接轴(5)与主轴之间的螺纹
连接，将下扶正轴承、止推轴承组、上扶正轴承压紧在主轴上；上接 头、下接头与壳体之间通过螺纹连接，以压紧下扶正轴承、止推轴承 组、上扶正轴承等零部件的外圈。在上扶正轴承和止推轴承组之间装
有调整套(9)和调整套(10)，在上扶正轴承的顶端装有调整套(6)。 上、下扶正轴承内圈本体的外表面和外圈本体的内表面均采用硬质合 金和碳化钨粉末烧结而成。上扶正轴承的外圈设计成套圈环的结构形 式，直接套放在壳体的上端，上扶正轴承外圈的顶部与上接头内壁的 下端部有一间隙(7)。在主轴(4)的下部开有一周外凹槽，在下接 头(3)的相应位置也开有一周内凹槽，并在下接头的外表面开有-带螺纹的丝堵孔(14)与内凹槽相通，将若干个钢球(13)置于凹槽 内，用丝堵将丝堵孔封住。
本发明与现有的技术相比具有如下有益效果
1、 扶正轴承内圈本体的外表面和外圈本体的内表面采用硬质合 金和碳化钨粉末烧结，可对含有磨砺性介质的钻井液进行研磨和过 滤，从而使止推轴承组在极细的钻井液中工作，实现润滑和冷却，极 大地降低了止推轴承组的磨损。
2、 通过螺纹联接与调整上扶正轴承外圈的顶部与上接头内壁的 下端部的间隙，可确保支承节在装配过程中和正常工作时的止推轴承 组的游隙，极大地减少了止推轴承组中钢球的破裂或破碎。
3、 采用在凹槽中加入钢球以及封住丝堵孔的方法，可防止涡轮 钻具支承节主轴的脱落，减少落井事故的发生，极大地提高了涡轮钻 具钻井的安全性。
4、 本发明结构简单，制造、使用方便，具有安全、高效、长寿 命的特点。
图1为本发明的总体结构示意图。 图2为本发明的上扶正轴承部分的结构示意图。 在图中，l.上接头，2.壳体，3.下接头，4.主轴，5.联接轴，
6.调整套，7.间隙，8.上扶正轴承，9.调整套，IO.调整套，11.止
推轴承组，12.下扶正轴承，13.钢球，14.丝堵孔。
具体实施例方式
本涡轮钻具配用的支承节由上接头(1)、壳体(2)、下接头(3)、 主轴(4)、联接轴(5)、调整套(6)、上扶正轴承(8)、调整套(9)、调整套(10)、止推轴承组(11)、下扶正轴承(12)、钢球(13)等 组成。将下扶正轴承、止推轴承组、上扶正轴承顺次安装在主轴(4) 上，通过联接轴(5)与主轴的之间的螺纹连接，将下扶正轴承、止 推轴承组、上扶正轴承压紧在主轴上。外部安装有下接头、壳体和上 接头，上接头和下接头分别与壳体两端螺纹连接，以压紧下扶正轴承、 止推轴承组、上扶正轴承等零部件的外圈。在上扶正轴承和止推轴承 组之间装有调整套(9)和调整套(10)，在上扶正轴承的上端装有调 整套(6)。上、下扶正轴承内圈本体的外表面和外圈本体的内表面均 采用硬质合金和碳化钨粉末烧结而成。上扶正轴承的外圈设计成套圈 环的结构形式，直接套放在壳体的上端，上扶正轴承外圈的顶部与上 接头内壁的下端部有一间隙(7)，可通过上接头与壳体的螺纹连接 对间隙的大小进行调整。在主轴(4)的下部开有一周外凹槽，在下 接头(3)的相应位置也开有一周内凹槽，并在下接头的外表面开有 一带螺纹的丝堵孔(14)与内凹槽相通，当下接头安装在主轴上后， 将若干个钢球(13)通过丝堵孔装入凹槽内，最后用丝堵将丝堵孔封 住。
工作时，支承节的上接头(1)与最后一级涡轮节的下螺纹联接， 这时支承节上端的联接轴(5)与上一节涡轮节的花键套自动联接； 支承节主轴(4)的下部螺纹与相配的钻头联接。当钻井液通过涡轮 定、转子时，涡轮节将液体能转换成机械能，输出扭矩通过花键套传 递给支承节的主轴，驱动钻头的旋转运动，进行岩石破碎。钻井液从 涡轮节通过花键轴的流道进入支承节，少量的钻井液通过上扶正轴承的内圈与外圈之间的空隙进入止推轴承组，对止推轴承组进行润滑和 冷却，由于上扶正轴承内圈本体的外表面和外圈本体的内表面均采用 硬质合金和碳化钨粉末烧结而成，硬度很大，故可对流经的含有磨砺 性介质的钻井液进行研磨和过滤，从而使止推轴承组在极细的钻井液 中工作，实现润滑和冷却，极大地降低了止推轴承组的磨损。大部分 的钻井液通过主轴的流道直接流至钻头部位，通过钻头的水眼流出， 冲洗井底，随着钻井液从钻具底部流回地面，钻头破碎的岩屑也被携 带出来，不但完成钻井液的循环，而且有利于钻头的继续钻进。
权利要求
1、一种由上接头(1)、壳体(2)、下接头(3)、主轴(4)等组成的涡轮钻具配用的支承节，其特征在于在其结构中设置有上扶正轴承(8)、下扶正轴承(12)、止推轴承组(11)；下扶正轴承、止推轴承组、上扶正轴承顺次安装在主轴上，通过联接轴(5)与主轴之间的螺纹连接，将下扶正轴承、止推轴承组、上扶正轴承压紧在主轴上；上接头、下接头与壳体之间通过螺纹连接，以压紧下扶正轴承、止推轴承组、上扶正轴承等零部件的外圈。
2、 根据权利要求1所述的涡轮钻具配用的支承节，其特征在于 在上扶正轴承和止推轴承组之间装有调整套(9)和调整套(10)，在 上扶正轴承的顶端装有调整套(6)。
3、 根据权利要求2所述的涡轮钻具配用的支承节，其特征在于上、下扶正轴承内圈本体的外表面和外圈本体的内表面均采用硬质合 金和碳化钨粉末烧结而成。
4、 根据权利要求3所述的涡轮钻具配用的支承节，其特征在于 上扶正轴承的外圈设计成套圈环的结构形式，直接套放在壳体的上 端，上扶正轴承外圈的顶部与上接头内壁的下端部有一间隙(7)。
5、 根据权利要求4所述的涡轮钻具配用的支承节，其特征在于 在主轴(4)的下部开有一周外凹槽，在下接头(3)的相应位置也开 有一周内凹槽，并在下接头的外表面开有一带螺纹的丝堵孔(14)与 内凹槽相通，将若千个钢球(13)置于凹槽内，用丝堵将丝堵孔封住。
全文摘要
本发明涉及一种涡轮钻具配用的支承节，其特征在于在其结构中将下扶正轴承(12)、止推轴承组(11)、上扶正轴承(8)顺次安装在主轴(4)上，通过联接轴(5)与主轴的之间的螺纹连接将其压紧在主轴上；上接头(1)、下接头(3)与壳体(2)之间通过螺纹连接，以压紧安装在主轴上的零部件的外圈；在上扶正轴承和止推轴承组之间装有调整套(9)和调整套(10)，在上扶正轴承的上端装有调整套(6)；上、下扶正轴承内圈本体的外表面和外圈本体的内表面均采用硬质合金和碳化钨粉末烧结而成；上扶正轴承的外圈设计成套圈环的结构形式，直接套放在壳体的上端，其顶部与上接头内壁的下端部有一间隙(7)。本发明结构简单，制造、使用方便，具有安全、高效、长寿命的特点。
文档编号E21B12/00GK101173599SQ20061011418
公开日2008年5月7日 申请日期2006年11月1日 优先权日2006年11月1日
发明者定 冯, 聂家强 申请人:长江大学