抗冲击的螺杆钻具的制作方法

本实用新型涉及钻井设备领域，具体而言涉及一种抗冲击的螺杆钻具。

背景技术：

螺杆钻具(PDM drill)，是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。但现有的螺杆钻具的钻进效率比较低下，效率难以提升，不能适应多种复杂环境下的工作需要。螺杆钻具与钻头等组成井底钻具组合，位于整个钻柱的最底层，直接为钻头提供破岩动力，可以有效的提高机械钻进速度，实现定向造斜功能。

螺杆钻具主要由旁通阀、定子、转子、万向轴总成、传动轴总成组成。钻井中钻具和钻头在大钻压下，通过钻具输出大的转矩的情况下进行钻进，尤其是牙轮钻头是靠牙轮齿不断压碎岩石来进行钻进，在碳石受压力破碎的瞬间就产生了震动和冲击。在砾石层或硬度大并具稳固较差的底层中往往表现的尤为突出，甚至出现跳钻现象。如果出现跳钻会产生共振作用，能使数千米的钻杆钻具一起跳动，对钻杆、钻具、钻头破坏力极大。震动会对井壁造成较大的破坏力，会发生坍塌掉快。大量掉快的聚积会产生卡钻等井下事故。现有螺杆钻具承主要通过串轴承承受钻进压力。

万向节受冲击损害同样较大，冲击容易导致花瓣和钢球的损坏，减少了正常使用寿命。钻具的各个连接扣也容易因为冲击震动发生松动和开扣，发生落井事故。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种抗冲击的螺杆钻具，减轻或者消除在钻进过程中的跳钻和冲击振动，减少对钻具和钻头的损害，提高钻具的使用寿命。

本实用新型技术方案是，一种抗冲击的螺杆钻具，包括依次连接的代用接头、马达总成、万向轴总成以及传动轴总成，其中：

代用接头通过螺纹连接到马达总成；

马达总成包括定子和转子，转子位于定子内并且相互啮合，并且利用转子与定子的导程差形成螺旋密封线与螺旋密封腔，螺旋密封腔随着转子的转动而沿着转子的轴向移动；定子齿数比转子齿数多一个；

万向轴总成连接在马达总成与传动轴总成之间，用于将马达总成输出的行星运动转变为传动轴总成的定轴转动，以将马达总成产生的扭矩及转速传递给传动轴总成再传递至钻头；

所述传动轴总成包括上壳体、下壳体和传动轴，上壳体和下壳体连接组合构成传动轴总成的包覆结构，所述传动轴横穿所述包覆结构，所述传动轴限定了用于连接钻头的第一端和用于连接万向轴总成的第二端，该传动轴构造成一根自第一端至第二端外径逐渐减小的四段式阶梯轴，具有依次设置的第一轴段、第二轴段、第三轴段和第四轴段，所述第二轴段的外圆周表面套设有第一静径向轴承、第一动径向轴承以及位于二者之间的第一缓冲件；所述第四轴段的外圆周表面套设有第二静径向轴承、第二动径向轴承和位于二者之间的第二缓冲件；所述第三轴段的外圆周表面套设有推力轴承。

进一步的实施例中，所述第一静径向轴承的外周面与所述下壳体的内壁面摩擦配合，第二静径向轴承的外周面均与所述上壳体的内壁面摩擦配合。

进一步的实施例中，所述第一动径向轴承与第二动径向轴承、第一静径向轴承与第二静径向轴承均为硬质合金轴承。

进一步的实施例中，所述第一缓冲件和第二缓冲件均为弹簧。

进一步的实施例中，所述第一缓冲件和第二缓冲件均为扁平式的压簧。

进一步的实施例中，所述第一缓冲件和第二缓冲件均为由多组扁平式压簧构成的弹簧组件。

本实用新型的卡冲击的螺杆钻具，可减轻或者消除在钻进过程中的跳钻和冲击振动，减少对钻具和钻头的损害，提高钻具的使用寿命，并且增加了钻进的安全性和钻井速度。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是本实用新型的抗冲击的螺杆钻具的结构示意图。

图2是本实用新型的抗冲击的螺杆钻具的传动轴总成的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1、图2，一种抗冲击的螺杆钻具，包括依次连接的代用接头1、马达总成2、万向轴总成3以及传动轴总成4。

代用接头1通过螺纹连接到马达总成2。

马达总成2包括定子和转子，转子位于定子内并且相互啮合，并且利用转子与定子的导程差形成螺旋密封线与螺旋密封腔，螺旋密封腔随着转子的转动而沿着转子的轴向移动；定子齿数比转子齿数多一个。例如定子齿数与转子齿数为8:7。

万向轴总成3连接在马达总成2与传动轴总成4之间，用于将马达总成输出的行星运动转变为传动轴总成的定轴转动，以将马达总成产生的扭矩及转速传递给传动轴总成再传递至钻头。

万向轴总成3中包括一个可调节弯度的外壳以及位于外壳内的万向节，连接至马达总成。

结合图2，所述传动轴总成4包括上壳体41、下壳体42和传动轴43，上壳体41和下壳体42连接组合构成传动轴总成的包覆结构，所述传动轴43横穿所述包覆结构。

所述传动轴43限定了用于连接钻头的第一端43A和用于连接万向轴总成的第二端43B，该传动轴构造成一根自第一端至第二端外径逐渐减小的四段式阶梯轴，具有依次设置的第一轴段43-1、第二轴段43-2、第三轴段43-3和第四轴段43-4，所述第二轴段43-2的外圆周表面套设有第一静径向轴承51A、第一动径向轴承51B以及位于二者之间的第一缓冲件51C；所述第四轴段43-4的外圆周表面套设有第二静径向轴承52A、第二动径向轴承52B和位于二者之间的第二缓冲件52C；所述第三轴段43-3的外圆周表面套设有推力轴承53。

所述第一静径向轴承51A的外周面与所述下壳体42的内壁面摩擦配合，第二静径向轴承52A的外周面均与所述上壳体41的内壁面摩擦配合。

优选地，所述第一动径向轴承与第二动径向轴承、第一静径向轴承与第二静径向轴承均为硬质合金轴承。

优选地，所述第一缓冲件51C和第二缓冲件52C均为弹簧。

进一步的实施例中，所述第一缓冲件51C和第二缓冲件52C均为扁平式的压簧。

进一步的实施例中，所述第一缓冲件51C和第二缓冲件52C均为由多组扁平式压簧构成的弹簧组件。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。