本實用新型涉及鉆井設(shè)備領(lǐng)域，具體而言涉及一種螺桿鉆具的傳動軸總成。

背景技術(shù)：

隨著石油天然氣勘探開發(fā)的發(fā)展，越來越多的螺桿鉆具應(yīng)用于深井、超深井等鉆井作業(yè)。螺桿鉆具(PDM drill)，是一種以鉆井液為動力，把液體壓力能轉(zhuǎn)為機械能的容積式井下動力鉆具。當(dāng)泥漿泵泵出的泥漿流經(jīng)旁通閥進入馬達，在馬達的進、出口形成一定的壓力差，推動轉(zhuǎn)子繞定子的軸線旋轉(zhuǎn)，并將轉(zhuǎn)速和扭矩通過萬向軸和傳動軸傳遞給鉆頭，從而實現(xiàn)鉆井作業(yè)。但現(xiàn)有的螺桿鉆具的鉆進效率比較低下，效率難以提升，不能適應(yīng)多種復(fù)雜環(huán)境下的工作需要。螺桿鉆具與鉆頭等組成井底鉆具組合，位于整個鉆柱的最底層，直接為鉆頭提供破巖動力，可以有效的提高機械鉆進速度，實現(xiàn)定向造斜功能。

螺桿鉆具主要由旁通閥、定子、轉(zhuǎn)子、萬向軸總成、傳動軸總成組成。其中傳動軸總成是螺桿鉆具的重要部件之一，它的壽命決定了螺桿鉆具總體壽命，傳動軸總成主要用于傳遞鉆壓、扭矩和鉆井液?，F(xiàn)有的傳動軸總成主要包括傳動軸、傳動軸殼體、徑向軸承、推力軸承組等，傳動軸由徑向軸承和推力軸承支撐，并位于傳動軸殼體內(nèi)，可繞軸線旋轉(zhuǎn)。其中徑向軸承種類分為橡膠徑向軸承和硬質(zhì)合金徑向軸承，主要作用是承受徑向載荷、扶正傳動軸及起限流器作用，其中傳動軸聯(lián)接下部鉆具的鉆頭和上部的螺桿鉆具的軸體。

在實際應(yīng)用過程中，仍然存在很多問題，例如螺桿鉆具工作時，轉(zhuǎn)子在定子型腔內(nèi)做行星運動，上部螺桿鉆具軸體與傳動軸形成一定的角度，因此傳動軸承受由轉(zhuǎn)子軸向力分力等組成的上部螺桿鉆具軸體施加的側(cè)向力。鉆頭工作時，受到地層反作用力的影響，鉆頭將發(fā)生橫向振動，傳動軸也承受下部的鉆頭施加的側(cè)向力。由于傳動軸要同時承受上部螺桿鉆具軸體和下部鉆頭施加的 側(cè)向力，影響到傳動軸總成的安全可靠有效運行。為了保護傳動軸，螺桿鉆具通常在傳動軸的上部和下部各設(shè)計一組徑向軸承，但是普通的徑向軸承接觸面積較小，接觸應(yīng)力較大，耐磨性較差，壽命較短，為提高耐磨性，目前多采用硬質(zhì)合金徑向軸承，但成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種螺桿鉆具的傳動軸總成，對耐磨性進行差異化區(qū)分，降低接觸應(yīng)力，提高傳動軸總成的耐磨性和壽命，同時結(jié)合金剛石復(fù)合片(PDC)的平面止推軸承的使用，其壽命更長，承載能力更高。

本實用新型技術(shù)方案，一種螺桿鉆具的傳動軸總成，包括外套以及設(shè)置在外套內(nèi)的傳動軸，其中：

所述傳動軸限定了用于連接鉆頭的第一端和用于連接萬向軸的第二端，該傳動軸構(gòu)造成一根自第一端至第二端外徑逐漸減小的階梯軸，具有依次設(shè)置的第一軸段、第二軸段、第三軸段和第四軸段，所述第一軸段的自由端部構(gòu)成傳動軸的第一端，第四軸段的自由端部構(gòu)成傳動軸的第二端；

所述第一軸段與第二軸段之間形成有一過渡斜坡面；

所述第二軸段的外圓周表面套設(shè)有下徑向軸承；

所述第四軸段的外圓周表面套設(shè)有上徑向軸承；

所述第三軸段的外圓周表面套設(shè)有金剛石復(fù)合片(PDC)的平面止推軸承。

進一步的實施例中，所述下徑向軸承和上徑向軸承采用相同型號的徑向軸承。

進一步的實施例中，所述下徑向軸承和上徑向軸承均為硬質(zhì)合金徑向軸承。

進一步的實施例中，所述傳動軸沿著其縱長軸線方向形成有一通孔，通孔的一端被設(shè)置成用于連接鉆頭，另一端被設(shè)置成用于連接萬向軸。

進一步的實施例中，所述傳動軸沿著其縱長軸線方向形成有一通孔，通孔的一端被設(shè)置成用于連接萬向軸，另一端上可拆卸地安裝有一適配器，用于供鉆頭可拆卸地安裝。

進一步的實施例中，所述過渡斜坡面與第二軸段之間的夾角為135°。

進一步的實施例中，所述第四軸段的外圓周表面套設(shè)的上徑向軸承的外圈上鍍有耐磨層，該耐磨層與外殼的內(nèi)壁面接觸。

由以上技術(shù)方案可知，本實用新型的顯著優(yōu)點在于：本實用新型的傳動軸總成的徑向耐磨性進行差異化區(qū)分，降低接觸應(yīng)力，提高傳動軸總成的耐磨性和壽命，同時結(jié)合金剛石復(fù)合片(PDC)的平面止推軸承的使用，其壽命更長，承載能力更高。

應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的實用新型主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的實用新型主題的一部分。

結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本實用新型教導(dǎo)的前述和其他方面、實施例和特征。本實用新型的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本實用新型教導(dǎo)的具體實施方式的實踐中得知。

附圖說明

附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標(biāo)號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標(biāo)記?，F(xiàn)在，將通過例子并參考附圖來描述本實用新型的各個方面的實施例，其中：

圖1是根據(jù)本實用新型某些實施例的傳動軸總成的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了更了解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。

在本公開中參照附圖來描述本實用新型的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本實用新型的所有方面。應(yīng)當(dāng)理解， 上面介紹的多種構(gòu)思和實施例，以及下面更加詳細地描述的那些構(gòu)思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本實用新型所公開的構(gòu)思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本實用新型公開的一些方面可以單獨使用，或者與本實用新型公開的其他方面的任何適當(dāng)組合來使用。

結(jié)合圖1所示，一種用于螺桿鉆具的傳動軸總成，包括外套1以及設(shè)置在外套內(nèi)的傳動軸2。

所述傳動軸2限定了用于連接鉆頭的第一端2A(大頭)和用于連接萬向軸的第二端2B(小頭)，該傳動軸構(gòu)造成一根自第一端2A至第二端2B外徑逐漸減小的階梯軸，具有依次設(shè)置的第一軸段21、第二軸段22、第三軸段23和第四軸段24，所述第一軸段21的自由端部構(gòu)成傳動軸的第一端2A，第四軸段2B的自由端部構(gòu)成傳動軸的第二端2B。

所述第一軸段21與第二軸段22之間形成有一過渡斜坡面25。

所述第二軸段22的外圓周表面套設(shè)有下徑向軸承26。

所述第四軸段24的外圓周表面套設(shè)有上徑向軸承27。

所述第三軸段23的外圓周表面套設(shè)有金剛石復(fù)合片(PDC)的平面止推軸承30。

優(yōu)選地，所述過渡斜坡面與第二軸段之間的夾角為135°。

優(yōu)選地，所述下徑向軸承26和上徑向軸承27采用相同型號的徑向軸承，例如均采用硬質(zhì)合金徑向軸承。

進一步的實施例中，所述傳動軸2沿著其縱長軸線方向形成有一通孔28，通孔的一端被設(shè)置成用于連接鉆頭，另一端被設(shè)置成用于連接萬向軸。

在另一些方案中，所述傳動軸2沿著其縱長軸線方向形成有一通孔，通孔的一端被設(shè)置成用于連接萬向軸，另一端上可拆卸地安裝有一適配器，用于供鉆頭可拆卸地安裝。如此，這樣的傳動軸總成上需要臨時更換轉(zhuǎn)頭時，可以方便地進行更換。

所述第四軸段24的外圓周表面套設(shè)的上徑向軸承的外圈上鍍有耐磨層，該 耐磨層與外殼的內(nèi)壁面接觸。

前述的耐磨層優(yōu)選為碳化鎢層。

雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本實用新型的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。