本實(shí)用新型涉及一種取心鉆進(jìn)用鉆具，尤其是一種采用標(biāo)準(zhǔn)推力球軸承結(jié)構(gòu)的取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)，屬于地質(zhì)巖心鉆探領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著淺部礦物資源的逐漸枯竭，資源開發(fā)不斷走向地球深部。深部資源勘探面臨井底高溫的問題，渦輪鉆具的高溫適應(yīng)性使其在深部鉆井施工中具有明顯的優(yōu)勢，因此渦輪鉆具將在深部地質(zhì)巖心鉆探、地?zé)峥碧?、深部科學(xué)鉆探等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

傳統(tǒng)渦輪鉆具主要用于全面鉆進(jìn)，特別是其支撐節(jié)，設(shè)計追求單次入井壽命，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)場維修繁瑣。傳統(tǒng)支撐節(jié)多采用角接觸多列推力球軸承來承擔(dān)鉆壓，而每列角接觸推力球軸承的工作特點(diǎn)是“受力小，轉(zhuǎn)速高”，即每列角接觸推力球軸承可以平均承擔(dān)鉆進(jìn)時的鉆壓，但每列角接觸推力球軸承的轉(zhuǎn)速均與渦輪輸出軸轉(zhuǎn)速相同，需要專門廠家定制，造價高。對于地質(zhì)巖心鉆探，特別是提鉆取心鉆進(jìn)，巖心筒打滿或者不進(jìn)尺時均需要提鉆，因此鉆具每次入井的工作時間相對較短，一般具有低成本特性。傳統(tǒng)的支撐節(jié)不適合提鉆取心鉆進(jìn)的頻繁起下鉆及低成本鉆進(jìn)的特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種采用標(biāo)準(zhǔn)推力球軸承結(jié)構(gòu)的取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)，旨在優(yōu)化渦輪鉆支承節(jié)結(jié)構(gòu)，降低渦輪鉆提鉆取心鉆進(jìn)的施工成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)，由殼系和軸系組成；所述殼系包括外殼和下接頭，所述外殼上端與渦輪節(jié)殼接頭連接，外殼下端與下接頭連接，在外殼的內(nèi)腔中設(shè)置內(nèi)臺階，所述內(nèi)臺階上設(shè)有軸系穿過孔；所述軸系布置在殼系內(nèi)腔中，包括螺母、第一軸承組、第二軸承組、過渡墊圈、徑向軸承內(nèi)圈和輸出軸，所述第一軸承組、第二軸承組均為串聯(lián)裝配的推力球軸承組件，所述輸出軸為空心結(jié)構(gòu)的階梯軸，輸出軸上端與渦輪節(jié)軸接頭連接，所述螺母、第一軸承組、第二軸承組、過渡墊圈、徑向軸承內(nèi)圈從上到下依次套裝在輸出軸上，其中螺母、第一軸承組位于外殼內(nèi)臺階的上方，所述第二軸承組、過渡墊圈、徑向軸承內(nèi)圈位于外殼內(nèi)臺階的下方。

上述取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)，所述第一軸承組中每副推力球軸承的緊圈在上、松圈在下依次排列。

上述取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)，所述第二軸承組中每副推力球軸承的松圈在上、緊圈在下依次排列。

上述取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)，所述輸出軸的空心結(jié)構(gòu)形成鉆井液的主通道；所述外殼內(nèi)臺階上設(shè)有軸向過流孔，所述徑向軸承內(nèi)圈的外壁上設(shè)有軸向過流槽，由軸系與殼系零部件之間間隙、軸向過流孔和軸向過流槽形成形成冷卻通道。

上述取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)，在輸出軸的側(cè)壁上設(shè)置徑向過流孔，所述徑向過流孔與第一軸承組、第二軸承組的安裝位置相對應(yīng)。

上述取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)，所述下接頭與徑向軸承內(nèi)圈配合形成一副完整的徑向軸承。

本實(shí)用新型在采用上述技術(shù)方案后，具有如下技術(shù)進(jìn)步的效果：

本實(shí)用新型采用標(biāo)準(zhǔn)的推力球軸承作為支撐節(jié)的工作軸承，具有通用性強(qiáng)，造價低，便于維修的特點(diǎn)，由于推力球軸承“受力大，轉(zhuǎn)速低”的工作特性更符合地質(zhì)巖心鉆探，特別是提鉆取心鉆進(jìn)頻繁起下鉆的施工特點(diǎn)，更有利于渦輪鉆具大范圍的推廣應(yīng)用；本實(shí)用新型在外殼的內(nèi)腔中設(shè)置了帶有軸系穿過孔的內(nèi)臺階，保證了第一軸承組和第二軸承組的軸向定位，更便于軸系零部件的可靠裝配；本實(shí)用新型在輸出軸的側(cè)壁上設(shè)置了與第一軸承組、第二軸承組的安裝位置相對應(yīng)的徑向過流孔，當(dāng)鉆井液在主通道和冷卻通道內(nèi)流動時，主通道和冷卻通道中流速差導(dǎo)致壓差，因此鉆井液可在輸出軸的徑向過流孔處形成對流，對第一軸承組和第二軸承組進(jìn)行冷卻。綜上所述，本實(shí)用新型優(yōu)化了渦輪鉆支承節(jié)的結(jié)構(gòu)，從而降低了渦輪鉆提鉆取心鉆進(jìn)的施工成本。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是外殼剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4中C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是輸出軸剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是第一軸承組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是第二軸承組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是鉆井液流向示意圖。

圖中各標(biāo)號表示為：1、渦輪節(jié)殼接頭，2、渦輪節(jié)軸接頭，3、螺母，4、第一軸承組，5、外殼，5-1、內(nèi)臺階，5-2、軸系穿過孔，5-3、軸向過流孔，6、第二軸承組，7、過渡墊圈，8、徑向軸承內(nèi)圈，8-1、軸向過流孔，9、下接頭，10、輸出軸，10-1、空心結(jié)構(gòu)，10-2、徑向過流孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明：

參看圖1、圖4、圖5、圖6，本實(shí)用新型為一種取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)，它由殼系和軸系組成；所述殼系包括外殼5和下接頭9，所述外殼5上端與渦輪節(jié)殼接頭1連接，外殼5下端與下接頭9連接，在外殼5的內(nèi)腔中設(shè)置內(nèi)臺階5-1，所述內(nèi)臺階5-1上設(shè)有軸系穿過孔5-2；所述軸系布置在殼系內(nèi)腔中，包括螺母3、第一軸承組4、第二軸承組6、過渡墊圈7、徑向軸承內(nèi)圈8和輸出軸10，所述第一軸承組4、第二軸承組6均為串聯(lián)裝配的推力球軸承組件，所述輸出軸10為空心結(jié)構(gòu)的階梯軸，輸出軸10上端與渦輪節(jié)軸接頭2連接，所述螺母3、第一軸承組4、第二軸承組6、過渡墊圈7、徑向軸承內(nèi)圈8從上到下依次套裝在輸出軸10上，其中螺母3、第一軸承組4位于外殼內(nèi)臺階5-1的上方，通過螺母3、外殼內(nèi)臺階5-1上端面實(shí)現(xiàn)第一軸承組4的軸向定位，所述第二軸承組6、過渡墊圈7、徑向軸承內(nèi)圈8位于外殼內(nèi)臺階5-1的下方，通過外殼內(nèi)臺階5-1下端面、過渡墊圈7實(shí)現(xiàn)第二軸承組6的軸向定位；所述下接頭9與徑向軸承內(nèi)圈8配合形成一副完整的徑向軸承。

參看圖1、圖3、圖5、圖6，在本實(shí)用新型所述的取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)中，所述輸出軸10的空心結(jié)構(gòu)10-1形成鉆井液的主通道，在輸出軸10的側(cè)壁上設(shè)置徑向過流孔10-2，所述徑向過流孔10-2與第一軸承組4、第二軸承組6的安裝位置相對應(yīng)；所述外殼5的內(nèi)臺階5-1上設(shè)有軸向過流孔5-3，所述徑向軸承內(nèi)圈8的外壁上設(shè)有軸向過流槽8-1，由軸系與殼系零部件之間間隙、軸向過流孔5-2和軸向過流槽8-1形成形成冷卻通道。

參看圖1、圖7，在本實(shí)用新型所述的取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)中，所述第一軸承組4中每副推力球軸承的緊圈在上、松圈在下依次排列。

參看圖1、圖8，在本實(shí)用新型所述的取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)中，所述第二軸承組6中每副推力球軸承的松圈在上、緊圈在下依次排列。

本實(shí)用新型為一種取心鉆進(jìn)用渦輪鉆支承節(jié)，在其工作過程中，當(dāng)鉆具未下到井底劃眼鉆進(jìn)時，輸出軸10在取心鉆具自重和鉆井液推力的作用下受向下的力。輸出軸10通過螺母3和第一軸承組4把該向下的力傳遞到外殼5，由外殼5通過螺紋連接結(jié)構(gòu)將該向下的力傳遞給鉆柱。當(dāng)正常取心鉆進(jìn)時，輸出軸10在鉆壓作用下受向上的力，輸出軸10通過徑向軸承內(nèi)圈8、過渡墊圈7、第二軸承組6，把該向上的力傳遞到外殼5，外殼5通過螺紋結(jié)構(gòu)把該力傳遞到鉆柱。參看圖9，在渦輪鉆具處于工作狀態(tài)時，鉆井液主通道為輸出軸10的空心結(jié)構(gòu)10-1形成的通道，少部分鉆井液從殼系和軸系之間的間隙、軸向過流孔5-2和軸向過流槽8-1流過，形成冷卻通道(圖中實(shí)線箭頭表示主通道中鉆進(jìn)液的流動方向，虛線箭頭表示冷卻通道中鉆進(jìn)液的流動方向)，由于鉆井液在主通道和冷卻通道中存在流速差，從而形成壓差，在輸出軸10的徑向過流孔10-2處形成對流，可有效地對第一軸承組4和第二軸承組6進(jìn)行冷卻。