全文摘要
本实用新型涉及钻井工具技术领域，尤其涉及一种新型螺杆钻具，包括依次连接的专用接手、马达总成、万向轴节总成、传动轴总成，其特征在于，所述马达总成包括相互啮合的大扭矩定子和大扭矩转子，所述大扭矩定子具有多个大螺旋角，所述大螺旋角为65度～80度，所述大扭矩转子与大扭矩定子的螺旋角相匹配，所述大螺旋角增大所述大扭矩定子10％～30％的容积，同时增大所述大扭矩定子和大扭矩转子20％～80％的接触面积，输出扭矩大于等于600N\/m，提高了螺杆钻具的机械效率，降低了成本的特点。
主设计要求
1.一种新型螺杆钻具，包括依次连接的专用接手(6)、马达总成、万向轴节总成、传动轴总成，其特征在于，所述马达总成包括相互啮合的大扭矩定子(1)和大扭矩转子(2)，所述大扭矩定子(1)具有多个大螺旋角，所述大螺旋角为65度～80度，所述大扭矩转子(2)与大扭矩定子(1)的螺旋角相匹配，所述大螺旋角增大所述大扭矩定子(1)10％～30％的容积，同时增大所述大扭矩定子(1)和大扭矩转子(2)20％～80％的接触面积，输出扭矩大于等于600N\/m。
设计方案
1.一种新型螺杆钻具，包括依次连接的专用接手(6)、马达总成、万向轴节总成、传动轴总成，其特征在于，所述马达总成包括相互啮合的大扭矩定子(1)和大扭矩转子(2)，所述大扭矩定子(1)具有多个大螺旋角，所述大螺旋角为65度～80度，所述大扭矩转子(2)与大扭矩定子(1)的螺旋角相匹配，所述大螺旋角增大所述大扭矩定子(1)10％～30％的容积，同时增大所述大扭矩定子(1)和大扭矩转子(2)20％～80％的接触面积，输出扭矩大于等于600N\/m。
2.如权利要求1所述的新型螺杆钻具，其特征在于，所述万向轴节总成包括壳体和万向轴节(3)，所述壳体为弯壳体。
3.如权利要求2所述的新型螺杆钻具，其特征在于，所述弯壳体为1－1.5度弯壳体(4)。
4.如权利要求1－3任一项所述的新型螺杆钻具，其特征在于，所述专用接手还包括过滤网(8)，所述过滤网(8)的水压小于等于1000Psi，所述过滤网(8)的流量值为160L\/min～300L\/min。
5.如权利要求1－3任一项所述的新型螺杆钻具，其特征在于，所述传动轴总成(5)包括传动轴，所述传动轴与驱动钻头(7)连接。
6.如权利要求1－3任一项所述的新型螺杆钻具，其特征在于，所述大扭矩转子(2)为中空结构。
7.如权利要求1－3任一项所述的新型螺杆钻具，其特征在于，所述大扭矩定子(1)内表面为连续螺旋线型。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及钻井工具技术领域，尤其涉及一种新型螺杆钻具。
背景技术
螺杆钻具是二十世纪五、六十年代中期发展起来的一种新型井底动力钻具，主要用于定向、造斜、扭方位、侧钻、套管开窗等钻井作业，也可以用于垂直钻井、取芯钻井和扩孔等钻井作业。随着钻井技术的发展，螺杆钻具在定向井、水平井、多底井、大位移井及其他特殊钻井作业中的应用越来越广，发展潜力越来越大。螺杆钻具，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，当下，急需研制低速大扭矩螺杆以适用于钻深孔和超深孔。但是，为提高钻机效率，现有技术往往通过加快钻机速度来实现，这样大大缩短了螺杆钻具的使用寿命。
通过上述分析，本实用新型急需提供一种新型螺杆钻具。
实用新型内容
本实用新型目的是解决上述存在的通过加快钻机速度来提高钻机效率的问题，提供一种新型螺杆钻具。
一种新型螺杆钻具，包括依次连接的专用接手、马达总成、万向轴节总成、传动轴总成，其特征在于，所述马达总成包括相互啮合的大扭矩定子和大扭矩转子，所述大扭矩定子具有多个大螺旋角，所述大螺旋角为65度～80度，所述大扭矩转子与大扭矩定子的螺旋角相匹配，所述大螺旋角增大所述大扭矩定子10％～30％的容积，同时增大所述大扭矩定子和大扭矩转子20％～80％的接触面积，输出扭矩大于等于600N\/m，进而既提高了机械效率，又节省了成本。
优选地，所述万向轴节总成包括壳体和万向轴节，所述壳体为弯壳体，用于实现钻出一定斜度和方位的井眼，控制井眼的轨迹。
优选地，所述弯壳体为1-1.5度弯壳体，用于实现达到造斜率的要求。
优选地，所述专用接手还包括过滤网，所述过滤网的水压小于等于1000Psi,所述过滤网的流量值为160L\/min～300L\/min，用于实现当泥浆泵泵出的泥浆进入马达总成，在马达总成的进、出口形成一定的压力差，推动大扭矩转子绕大扭矩定子的轴线旋转。
优选地，所述传动轴总成包括传动轴，所述传动轴与驱动钻头连接，用于实现将转速和扭矩通过万向轴节和传动轴传递给驱动钻头。
优选地，所述大扭矩转子为中空结构。
优选地，所述大扭矩定子内表面为连续螺旋线型，用于实现和大扭矩转子的螺纹相互啮合。
分析可知，与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：
一、本实用新型提供一种新型螺杆钻具，马达总成包括相互啮合的大扭矩定子和大扭矩转子，马达总成的的外径大小保持不变，大扭矩定子具有多个大螺旋角，大螺旋角为65度～80度，大扭矩转子的扭矩与大扭矩定子的螺旋角相匹配，所述大螺旋角增大所述大扭矩定子10％～30％的容积，同时增大所述大扭矩定子和大扭矩转子20％～80％的接触面积，改变泥浆过流面积，提高输出扭矩输出扭矩大于等于600N\/m。
二、本实用新型提供一种新型螺杆钻具，通过增大扭矩实现提高螺杆钻具的机械效率，减少了轴承系统的损坏，大大延长了螺杆钻具的使用寿命，降低了成本。
附图说明
图1为本实用新型一种新型螺杆钻具的结构示意图；
图2为本实用新型一种新型螺杆钻具B-B向的剖面结构示意图；
图3为本实用新型一种新型螺杆钻具C-C向的剖面结构示意图；
图4为本实用新型一种新型螺杆钻具C部分的局部放大结构示意图；
图5为本实用新型一种新型螺杆钻具B部分的局部放大结构示意图；
图6为本实用新型一种新型螺杆钻具A部分的局部放大结构示意图；
图中：1-大扭矩定子；2-大扭矩转子；3-万向轴节；4-弯壳体；5-传动轴总成；6-专用接手；7-驱动钻头；8-过滤网。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
螺杆钻具的输出扭矩取决于通过马达的工作压力降，输出转速取决于通过螺杆马达工作介质的流量，现有技术中常常通过增大螺杆钻具的输出转速实现增大螺杆钻具的机械效率，导致轴承系统易损坏，从而大大缩短了螺杆钻具的使用寿命，增加了成本。
实施例1
如图1-6所示，本实用新型提供一种新型螺杆钻具，包括括依次连接的专用接手6、马达总成、万向轴节3总成、传动轴总成5；其中，传动轴总成5包括传动轴，传动轴和与驱动钻头7连接，传动轴用于将马达总成的旋转动力传递给驱动钻头7，同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷；马达总成包括相互啮合的大扭矩定子1和大扭矩转子2，马达总成的的外径大小保持不变，大扭矩定子1具有多个大螺旋角，大螺旋角为65度～80度，大扭矩转子2的扭矩与大扭矩定子1的螺旋角相匹配，大螺旋角增大大扭矩定子1的10％～30％内腔容积，增大大扭矩定子1内表面的表面积，增大大扭矩转子2和大扭矩定子1之间20％～80％的接触面积，改变泥浆的过流面积，实现提高输出扭矩，输出扭矩大于等于600N\/m，进而既提高了螺杆钻具的机械效率，又延长了螺杆钻具的使用寿命，降低了成本；
大扭矩转子2上端是自由端，下端与万向轴节3相连；大扭矩定子1是在钢管上压注并粘结牢固的橡胶封套，大扭矩定子1的内表面为连续螺旋线型，用于实现和大扭矩转子2的螺纹相互啮合，并通过两者的导程差而形成螺旋密封腔，以完成能量转换。
实施例2
为了适用于水基泥浆和油基泥浆，本实用新型提供的一种新型螺杆钻具，对大扭矩转子2的表面镀铬处理，此外，为了扩大使用范围，也可以对大扭矩转子2表面喷涂碳化钨，适用于饱和盐水泥浆。
实施例3
为了钻出一定斜度和方位的井眼，控制井眼的轨迹，本实用新型提供的一种新型螺杆钻具，万向轴节总成包括壳体和万向轴节3，其中，壳体为1-1.5度弯壳体4，用于达到造斜率的要求。
实施例4
为了实现当泥浆泵泵出的泥浆进入马达总成，在马达总成的进、出口形成一定的压力差，推动大扭矩转子2绕大扭矩定子1的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴节3和传动轴传递给驱动钻头7，从而实现钻井作业，本实用新型提供的一种螺杆钻具，专用接手6包括过滤网8，其中，过滤网8的水压小于等于1000Psi,过滤网8的流量值为160L\/min～300L\/min。
实施例5
为了增加驱动钻头7的水马力和泥浆的上返速度，本实用新型提供的一种新型螺杆钻具，大扭矩转子2为中空结构，大扭矩转子2设有喷嘴，马达的总流量等于流经马达密封腔流量和流经大扭矩转子2喷嘴流量的总和。
工作原理
泥浆泵泵处的钻井液进入螺杆钻具的马达总成，在马达总成的两端形成一定的压力差，推动马达总成的大扭矩转子2旋转，并将扭矩和转速通过万向轴节3和传动轴传递给驱动钻头7；当泥浆流量的压力达到标准设定值时，关闭专用接手6，此时，泥浆流经马达总成，使其转变成机械能；当泥浆流量值过小或停泵时，专用接手6又处于开启位置；正常钻进时，专用接手6会自动关闭，此时泥浆流经马达总成，当具有一定能量的压力液进入大扭矩定子1、大扭矩转子2形成的密封腔时，大扭矩转子2在压力泥浆的驱动下，绕大扭矩定子1轴线旋转，完成液体压力能向机械能的转化，为驱动钻头7提供动力。
分析可知，与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：
本实用新型提供一种新型螺杆钻具，马达总成的的外径大小保持不变，通过增大大扭矩定子1的内腔容积，增大大扭矩定子1内表面的表面积，增大大扭矩转子2和大扭矩定子1的接触面积，改变泥浆的过流面积，实现提高输出扭矩，输出扭矩大于等于600N\/m，进而既提高了螺杆钻具的机械效率，降低了成本。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920066505.6
申请日:2019-01-15
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209469378U
授权时间:20191008
主分类号:E21B 3/02
专利分类号:E21B3/02
范畴分类:22A;
申请人:威利朗沃矿业设备（北京）有限公司
第一申请人:威利朗沃矿业设备（北京）有限公司
申请人地址:102600 北京市大兴区北京经济技术开发区锦绣街3号
发明人:李伟;苏军康;史蒂夫
第一发明人:李伟
当前权利人:威利朗沃矿业设备（北京）有限公司
代理人:游玉香
代理机构:11544
代理机构编号:北京金蓄专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计