一种螺杆钻具密封传动轴总成的制作方法

1.本技术涉及石油、天然气用井下螺杆钻具技术领域，特别涉及一种螺杆钻具密封传动轴总成。


背景技术：

2.螺杆钻具是石油钻井或修井作业时使用的一种井下动力工具之一，传动轴总成是螺杆钻具的四大主要部件之一，也是最易失效的部件之一，其作用是将马达的输出扭矩和转速传递给钻头，同时承受钻进过程中产生的轴向和径向载荷。
3.目前常用的螺杆钻具技术为泥浆润滑传动轴总成技术，具有使用寿命短的现象，无法进行短半径水平井的作业，也实现不了加快钻井速度提升、钻井周期缩短、钻井成本降低的当今需求。
4.泥浆润滑的传动轴总成主要由传动轴、下tc轴承静套、下tc轴承动套、传动轴壳体、防掉机构、下定位套、隔套、串轴承、上tc轴承静套和上tc轴承动套等组成。
5.钻井中，来自泥浆泵泵入的泥浆通过钻具水眼进入传动轴总成，一路通过传动轴水眼，进入钻头喷嘴射向井底后携带岩屑返回地面；另一路通过上tc轴承静套与上tc轴承动套间的缝隙流向串轴承，在通过下tc轴承静套、下tc轴承动套间的缝隙流向钻具外的环空。
6.整个tc轴承及串轴承都敞露在泥浆中，由于泥浆中含有微小岩石颗粒及泥浆的化学腐蚀，大大降低了轴承的使用寿命。在欠平衡钻井作业中，因泡沫或空气无法对轴承进行润滑和冷却，这种泥浆润滑轴承的使用寿命更短，通常使用40-50小时即失效，这不仅导致频繁起下钻，而且轴承卡死容易引发钻井事故无法满足钻井作业要求。
7.目前己有的密封传动轴总成，一般都是在轴承上下两端分别采用活塞密封装置来补偿实现密封传动轴总成密封腔内外的压力平衡，从而提高密封可靠性。活塞在内外压差的作用下，密封圈会出现不断卸油、活塞也会不断产生轴向位移，整个活塞系统处于动平衡状态，为保证传动轴使用寿命，设计中往往需要根据使用寿命要求设置足够的活塞行程，活塞密封装置自身也需要一定长度来满足密封可靠性需要，所以常用的密封传动轴总成总长较长，导致密封可靠性差，螺杆钻具弯点距长，造斜率较低，限制了密封传动轴总成在大斜度井和短半径水平井钻井作业中的应用。


技术实现要素：

8.本技术实施例提供一种螺杆钻具密封传动轴总成，以解决相关技术中传动轴总成密封可靠性差，使用寿命较低的问题。
9.本技术实施例提供了一种螺杆钻具密封传动轴总成，包括：
10.传动轴装置，所述传动轴装置包括壳体和传动轴，所述壳体为空心管状结构，所述壳体内设有转动支撑所述传动轴的轴承组件，所述传动轴位于壳体内且可在所述壳体内转动；
11.密封装置，所述密封装置包括位于壳体的上端且与传动轴密封连接的上密封圈，以及位于壳体的下端且与传动轴密封连接的下密封圈，所述上密封圈和下密封圈之间形成润滑所述轴承组件的封闭油腔；
12.压力补偿装置，所述压力补偿装置位于所述壳体上且与所述封闭油腔连通，所述压力补偿装置通过膨胀和收缩以平衡所述封闭油腔内部与封闭油腔外部的压力差。
13.在一些实施例中：所述壳体的侧壁上开设有容纳所述压力补偿装置的储油孔，所述储油孔内开设有与封闭油腔连通的通油孔，所述压力补偿装置包括与通油孔相通的橡胶油囊，所述橡胶油囊通过充油和放油来平衡封闭油腔内部与封闭油腔外部的压力差。
14.在一些实施例中：所述储油孔位于所述上密封圈的顶部或下密封圈的底部，所述橡胶油囊至少部分暴露在封闭油腔外部，所述橡胶油囊上开设有将橡胶油囊内的油脂排泄至封闭油腔外部的泄油孔。
15.在一些实施例中：所述橡胶油囊为圆形片状结构，所述橡胶油囊上设有具有伸缩能力的环形凹槽和环向凸起，所述橡胶油囊的圆周设有环形密封圈；
16.所述压力补偿装置还包括压在所述环形密封圈上的储油杯，所述储油杯远离橡胶油囊的一端设有压盖，所述压盖上开设有注油孔，所述压盖上还设有封闭注油孔的丝堵。
17.在一些实施例中：所述储油杯为两端贯穿的圆筒形结构，所述储油杯靠近压盖的一端开设有与储油孔连通的径向油槽；
18.所述压盖的圆周设有与储油孔的内壁密封连接的o形橡胶圈，所述储油孔的内壁还设有与压盖抵接的孔用挡圈。
19.在一些实施例中：所述储油孔靠近所述传动轴的一端开设有排油孔，所述橡胶油囊的泄油孔与排油孔连通，所述上密封圈顶部或下密封圈底部的壳体与传动轴之间设有与排油孔连通的环形间隙，所述环形间隙且与封闭油腔外部连通。
20.在一些实施例中：所述壳体包括由上至下依次螺纹连接的上壳体、传动轴壳体、轴承壳体和下壳体，所述上密封圈密封连接在上壳体和传动轴之间，所述下密封圈密封在下壳体和传动轴之间；
21.所述压力补偿装置位于所述上壳体和/或下壳体上，所述压力补偿装置设有多个，多个所述压力补偿装置圆周排布在上壳体和/或下壳体上。
22.在一些实施例中：所述上壳体顶部的内孔与传动轴之间设有限流阀，所述限流阀包括与上壳体内孔连接的静阀，以及固定在所述传动轴上与静阀间隙配合的动阀；
23.所述上壳体的侧壁上开设有径向泄压孔，所述径向泄压孔与上壳体顶部内孔与传动轴之间的环形间隙连通，以排出环形间隙内的钻井液。
24.在一些实施例中：所述传动轴壳体和轴承壳体的侧壁上均开设有与封闭油腔连通的注油通道，所述注油通道传动轴壳体和轴承壳体的侧壁上还固定设有封堵所述注油通道的堵头；
25.所述轴承组件包括位于传动轴壳体内的上推力轴承和下推力轴承，所述上推力轴承和下推力轴承之间设有承压环，所述下推力轴承的底部与轴承壳体之间设有调整垫圈。
26.在一些实施例中：所述传动轴的顶部螺纹连接有水帽，所述水帽设有与传动轴的水眼连通的进水孔，所述下壳体的底部设有与传动轴贴合的下刮圈。
27.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
28.本技术实施例提供了一种螺杆钻具密封传动轴总成，由于本技术的螺杆钻具密封传动轴总成设置了传动轴装置，该传动轴装置包括壳体和传动轴，壳体为空心管状结构，壳体内设有转动支撑所述传动轴的轴承组件，传动轴位于壳体内且可在所述壳体内转动；密封装置，该密封装置包括位于壳体的上端且与传动轴密封连接的上密封圈，以及位于壳体的下端且与传动轴密封连接的下密封圈，上密封圈和下密封圈之间形成润滑轴承组件的封闭油腔；压力补偿装置，该压力补偿装置位于壳体上且与封闭油腔连通，压力补偿装置通过膨胀和收缩以平衡封闭油腔内部与封闭油腔外部的压力差。
29.因此，本技术的螺杆钻具密封传动轴总成设置了压力补偿装置，该压力补偿装置位于壳体上且与封闭油腔连通，压力补偿装置通过膨胀和收缩以平衡封闭油腔内部与封闭油腔外部的压力差。实现了封闭油腔两端压力相等、封闭油腔内部与封闭油腔外部压力相等，提高了密封装置的密封性能，提高了传动轴总成的使用寿命。因此，本技术的螺杆钻具密封传动轴总成具有结构简单紧凑，缩短了传动轴的长度，传动轴弯曲变形小，提高了密封可靠性，使用寿命长，可以满足欠平衡钻井或恶劣工况下的泥浆钻井施工需要。且螺杆钻具弯点距短，造斜率高，适合大斜度井和短半径水平井钻井作业中的应用。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本技术实施例的结构示意图；
32.图2为图1中a处的局部放大图；
33.图3为本技术另一实施例的结构示意图；
34.图4为本技术实施例橡胶油囊的结构剖面图。
35.附图标记：
36.1、壳体；2、传动轴；3、上密封圈；4、下密封圈；5、压力补偿装置；6、轴承组件；7、限流阀；8、水帽；9、下刮圈；10、封闭油腔；11、上壳体；12、传动轴壳体；13、轴承壳体；14、下壳体；15、橡胶密封圈；
37.7a、静阀；7b、动阀；11a、储油孔；11b、通油孔；11c、环形间隙；11d、径向泄压孔；
38.12a、上耐磨衬套；12b、第一注油通道；12c、第一堵头；13a、下耐磨衬套；13b、第二注油通道；13c、第二堵头；
39.51、橡胶油囊；52、储油杯；53、压盖；54、丝堵；55、o形橡胶圈；56、孔用挡圈；
40.51a、环向凸起；51b、环形凹槽；51c、环形密封圈；51d、泄油孔；
41.61、上推力轴承；62、下推力轴承；63、承压环；64、调整垫圈。
具体实施方式
42.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.本技术实施例提供了一种螺杆钻具密封传动轴总成，其能解决相关技术中传动轴总成密封可靠性差，使用寿命较低的问题。
44.参见图1和图3所示，本技术实施例提供了一种螺杆钻具密封传动轴总成，包括：
45.传动轴装置，该传动轴装置包括壳体1和传动轴2，该壳体1为空心管状结构，在壳体1内设有转动支撑传动轴2的轴承组件6，传动轴2位于壳体1内且可在壳体1内自由转动，传动轴2的上下两端均伸出壳体1的外部。传动轴2的顶部用于螺纹连接水帽8、传动轴2的底部用于螺纹连接钻头。
46.密封装置，该密封装置包括位于壳体1的上端且与传动轴2密封连接的上密封圈3，以及位于壳体1的下端且与传动轴密封连接的下密封圈4。在上密封圈3和下密封圈4之间形成润滑轴承组件6的封闭油腔10，该封闭油腔10一方面是用于储存润滑油脂来润滑壳体1内的运动件，该封闭油腔10另一方面是用于保证壳体1内的运动件不与外界的钻井液接触，防止钻井的液腐蚀和岩屑的磨损。
47.压力补偿装置5，该压力补偿装置位于壳体1上且与封闭油腔10连通，该压力补偿装置5通过膨胀和收缩以平衡封闭油腔10内部与封闭油腔10外部的压力差。当压力补偿装置5通过膨胀和收缩平衡封闭油腔10内部与封闭油腔10外部的压力差后，上密封圈3和下密封圈4在非压差密封条件下可以保持可靠的密封性能。
48.当本技术的螺杆钻具密封传动轴总成下入井底工作，在初始阶段，封闭油腔10外部压力等于该井深处环空压力，封闭油腔10内部压力等于大气压力，此时因封闭油腔10外部压力大于封闭油腔10内部压力。压力补偿装置5在内外压差作用下，压力补偿装置5产生向封闭油腔10内的收缩变形，压力补偿装置5内容积变小压力增加，直到内外压力平衡。
49.因传动轴总成长度一般在1.5米以内，螺杆钻具密封传动轴总成上部环空压力和下部环空压力基本相等，所以对于螺杆钻具密封传动轴总成的下部，封闭油腔10外部压力也等于封闭油腔10内部压力。螺杆钻具密封传动轴总成下部可以不再设置压力补偿装置5，进一步减小了传动轴2的长度。上密封圈3和下密封圈4在非压差密封条件下可以保持可靠的密封性能。
50.当本技术的螺杆钻具密封传动轴总成在钻井工作中，传动轴2在壳体1内高速长时间旋转，封闭油腔10内润滑油脂发热产生体积膨胀，此时因封闭油腔10内部压力大于封闭油腔10外部压力。封闭油腔10内多余的润滑油脂进入压力补偿装置5，压力补偿装置5发生膨胀变形，体积增大，以再次保持封闭油腔10内外压力平衡，保持上密封圈3和下密封圈4对传动轴2和壳体1的可靠密封。
51.本技术实施例的螺杆钻具密封传动轴总成设置了压力补偿装置5，该压力补偿装置5位于壳体1上且与封闭油腔10连通，压力补偿装置5通过自身的膨胀和收缩以平衡封闭油腔10内部与封闭油腔10外部的压力差。实现了封闭油腔10两端压力相等、封闭油腔10内部与封闭油腔10外部压力相等，提高了密封装置的密封性能，提高了传动轴总成的使用寿命。
52.本技术的螺杆钻具密封传动轴总成具有结构简单紧凑，缩短了传动轴2的长度，传动轴2弯曲变形小，提高了密封可靠性，使用寿命长，可以满足欠平衡钻井或恶劣工况下的泥浆钻井施工需要。且螺杆钻具弯点距短，造斜率高，适合大斜度井和短半径水平井钻井作
业中的应用。
53.在一些可选实施例中：参见图1至图4所示，本技术实施例提供了一种螺杆钻具密封传动轴总成，该螺杆钻具密封传动轴总成的壳体1的侧壁上开设有容纳压力补偿装置5的储油孔11a，在储油孔11a内开设有与封闭油腔10连通的通油孔11b。压力补偿装置5包括与通油孔11b相通的橡胶油囊51，橡胶油囊51通过充油和放油来平衡封闭油腔10内部与封闭油腔10外部的压力差。
54.储油孔11a位于上密封圈3的顶部或下密封圈4的底部，这样可以使橡胶油囊51至少部分暴露在封闭油腔10外部，当封闭油腔10外部压力大于封闭油腔10内部压力时，封闭油腔10外部压力压迫橡胶油囊51向封闭油腔10内部充油，以此来准确感知和平衡封闭油腔10内外压差。橡胶油囊51上开设有将橡胶油囊51内的油脂排泄至封闭油腔10外部的泄油孔51d。
55.橡胶油囊51上的泄油孔51d为直径微小的针孔，当封闭油腔10内外压力相同时泄油孔51d为封闭状态；当封闭油腔10内部压力大于封闭油腔10外部压力且压力差达到极限阈值时，泄油孔51d自动打开将橡胶油囊51内的油脂排泄至封闭油腔10外部，以此保证封闭油腔10内外压力平衡，并保证橡胶油囊51的使用寿命。
56.在一些可选实施例中：参见图2和图4所示，本技术实施例提供了一种螺杆钻具密封传动轴总成，该螺杆钻具密封传动轴总成的橡胶油囊51为圆形片状结构，在橡胶油囊51上设有具有伸缩能力的环形凹槽51b和环向凸起51a，橡胶油囊51的圆周设有环形密封圈51c。橡胶油囊51的环形凹槽51b、环向凸起51a和环形密封圈51c为弹性橡胶材料一体成型。
57.压力补偿装置5还包括压紧在环形密封圈51c上的储油杯52，储油杯52远离橡胶油囊51的一端设有压盖53，在压盖53上开设有向储油杯52内增加润滑油脂的注油孔(图中未画出)，在压盖53上还设有封闭注油孔的丝堵54。该储油杯52为两端贯穿的圆筒形结构，储油杯52靠近压盖53的一端开设有与储油孔11a连通的径向油槽。压盖53的圆周设有与储油孔11a的内壁密封连接的o形橡胶圈55，储油孔11a的内壁还设有与压盖53抵接的孔用挡圈56。
58.储油孔11a靠近传动轴2的一端开设有排油孔，橡胶油囊51的泄油孔51d与排油孔连通，上密封圈3顶部或下密封圈4底部的壳体1与传动轴2之间设有与排油孔连通的环形间隙11c，环形间隙11c且与封闭油腔10外部连通。
59.本技术实施例的橡胶油囊51、储油杯52、压盖53、丝堵54和o形橡胶圈55共同组成了储存润滑油脂的压力补偿装置5，且压力补偿装置5位于储油孔11a内且与储油孔11a是相互连通的，储油孔11a通过通油孔11b与封闭油腔10连通。压力补偿装置5可以感知到封闭油腔10内外压力差，并根据封闭油腔10内外压力差自适应调整橡胶油囊51的膨胀和收缩，依此来达到平衡封闭油腔10内外压力的效果。
60.上密封圈3顶部或下密封圈4底部的壳体1与传动轴2之间设有与排油孔连通的环形间隙11c，该环形间隙11c与封闭油腔10外部连通，环形间隙11c的压力与封闭油腔10外部压力相同，橡胶油囊51通过排油孔暴露在封闭油腔10外部，排油孔不仅可以将橡胶油囊51内的润滑油脂排出至封闭油腔10外部，橡胶油囊51还能通过排油孔准确感知封闭油腔10外部的压力，以实现封闭油腔10外部压力大于封闭油腔10内部压力时，封闭油腔10外部压力压迫橡胶油囊51向封闭油腔10内部充油。
61.在一些可选实施例中：参见图1和图3所示，本技术实施例提供了一种螺杆钻具密封传动轴总成，该螺杆钻具密封传动轴总成的壳体1包括由上至下依次螺纹连接的上壳体11、传动轴壳体12、轴承壳体13和下壳体14，上密封圈3密封连接在上壳体11和传动轴2之间，下密封圈4密封在下壳体14和传动轴2之间。压力补偿装置5位于上壳体11上，也可以在上壳体11和下壳体14上均设置压力补偿装置5。压力补偿装置5可以根据实际需要设有多个，多个压力补偿装置5圆周排布在上壳体11和下壳体14上。
62.上壳体11、传动轴壳体12、轴承壳体13和下壳体14相互之间的连接处均设有橡胶密封圈15，以保证上壳体11、传动轴壳体12、轴承壳体13和下壳体14螺纹连接处的密封性能。防止封闭油腔10外部的钻井液进入封闭油腔10内部污染和腐蚀上壳体11、传动轴壳体12、轴承壳体13和下壳体14内的运动部件。
63.传动轴壳体12的内孔固定设有上耐磨衬套12a，上耐磨衬套12a的内孔与传动轴2配合并转动连接。轴承壳体13的内孔固定设有下耐磨衬套13a，下耐磨衬套13a的内孔与传动轴2配合并转动连接。上耐磨衬套12a和下耐磨衬套13a均位于封闭油腔10内，以使封闭油腔10内的润滑油脂充分润滑上耐磨衬套12a和下耐磨衬套13a与传动轴2的配合面。
64.上耐磨衬套12a和下耐磨衬套13a不仅用于提升传动轴壳体12和轴承壳体13与传动轴2之间的耐磨性能，延长传动轴壳体12和轴承壳体13的使用寿命，上耐磨衬套12a和下耐磨衬套13a还用于传动轴2在壳体1内提供径向定位，提高传动轴2与壳体1之间的同轴度。传动轴2与上耐磨衬套12a和下耐磨衬套13a的配合面表面镀铬或喷涂碳化物，厚度为0.05mm-0.50mm，防止传动轴2磨损后影响密封件的密封性能。
65.在一些可选实施例中：参见图1和图3所示，本技术实施例提供了一种螺杆钻具密封传动轴总成，该螺杆钻具密封传动轴总成的上壳体11顶部的内孔与传动轴2之间设有限流阀7，该限流阀7包括与上壳体11内孔连接的静阀7a，以及固定在传动轴2上与静阀7a间隙配合的动阀7b。上壳体11的侧壁上开设有径向泄压孔11d，径向泄压孔11d与上壳体11顶部内孔与传动轴2之间的环形间隙11c连通，以排出环形间隙11c内的钻井液。
66.在传动轴2的顶部螺纹连接有水帽8，水帽8设有与传动轴2的水眼连通的进水孔，水帽8与传动轴2螺纹连接将动阀7b固定在传动轴2上。动阀7b和静阀7a为同轴设置的金属圆筒，动阀7b和静阀7a间隙配合，工作时相对旋转，动阀7b和静阀7a的配合间隙为0.15-0.35mm，同时具有径向定位作用和限流作用。为提高限流阀7的动阀7b和静阀7a的耐磨性，防止配合间隙变大后，从限流阀7泄流到泄压孔11d到井筒环空的钻井液流量变大，动阀7b和静阀7a可采用硬质合金件或表面焊耐磨合金制造。
67.本技术在上壳体11的侧壁上开设有径向泄压孔11d，径向泄压孔11d与上壳体11顶部内孔与传动轴2之间的环形间隙11c连通，以排出环形间隙11c内的钻井液。该径向泄压孔11d可以将环形间隙11c内的钻井液排出至井内环空，第一方面可以利用钻井液冷却动阀7b和静阀7a产生的热量，第二方面可以降低环形间隙11c内钻井液的压力，有利于平衡封闭油腔10内外压差。在下壳体14的底部设有与传动轴2贴合的下刮圈9，该下刮圈9用于阻止井底的岩屑进入下壳体14内损坏下壳体14内的运动部件。
68.在一些可选实施例中：参见图1和图3所示，本技术实施例提供了一种螺杆钻具密封传动轴总成，该螺杆钻具密封传动轴总成的传动轴壳体12和轴承壳体13的侧壁上均开设有与封闭油腔10连通的注油通道，传动轴壳体12和轴承壳体13的侧壁上还固定设有封堵注
油通道的堵头。注油通道具体包括设置在传动轴壳体12侧壁上的第一注油通道12b，以及设置在轴承壳体13侧壁上的第二注油通道13b。堵头具体包括封堵第一注油通道12b的第一堵头12c，以及封堵第二注油通道13b的第二堵头13c。
69.轴承组件6包括位于传动轴壳体12内上下间隔设置的上推力轴承61和下推力轴承62，上推力轴承61和下推力轴承62之间设有承压环63，下推力轴承62的底部与轴承壳体13之间设有调整垫圈64。上推力轴承61、下推力轴承62、承压环63和调整垫圈64同于轴向定位传动轴2，而且保证传动轴2向受压时保证传动轴2可靠旋转。
70.工作原理
71.本技术实施例提供了一种螺杆钻具密封传动轴总成，由于本技术的螺杆钻具密封传动轴总成设置了传动轴装置，该传动轴装置包括壳体1和传动轴2，壳体1为空心管状结构，壳体1内设有转动支撑传动轴2的轴承组件6，传动轴2位于壳体1内且可在壳体1内转动；密封装置，该密封装置包括位于壳体1的上端且与传动轴2密封连接的上密封圈3，以及位于壳体1的下端且与传动轴2密封连接的下密封圈4，上密封圈3和下密封圈4之间形成润滑轴承组件6的封闭油腔10；压力补偿装置5，该压力补偿装置5位于壳体1上且与封闭油腔10连通，压力补偿装置5通过膨胀和收缩以平衡封闭油腔10内部与封闭油腔10外部的压力差。
72.因此，本技术的螺杆钻具密封传动轴总成设置了压力补偿装置5，该压力补偿装置5位于壳体1上且与封闭油腔10连通，压力补偿装置5通过膨胀和收缩以平衡封闭油腔10内部与封闭油腔10外部的压力差。实现了封闭油腔10两端压力相等、封闭油腔10内部与封闭油腔10外部压力相等，提高了密封装置的密封性能，提高了传动轴总成的使用寿命。因此，本技术的螺杆钻具密封传动轴总成具有结构简单紧凑，缩短了传动轴2的长度，传动轴2弯曲变形小，提高了密封可靠性，使用寿命长，可以满足欠平衡钻井或恶劣工况下的泥浆钻井施工需要。且螺杆钻具弯点距短，造斜率高，适合大斜度井和短半径水平井钻井作业中的应用。
73.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
74.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
75.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种螺杆钻具密封传动轴总成，其特征在于，包括：传动轴装置，所述传动轴装置包括壳体(1)和传动轴(2)，所述壳体(1)为空心管状结构，所述壳体(1)内设有转动支撑所述传动轴(2)的轴承组件(6)，所述传动轴(2)位于壳体(1)内且可在所述壳体(1)内转动；密封装置，所述密封装置包括位于壳体(1)的上端且与传动轴(2)密封连接的上密封圈(3)，以及位于壳体(1)的下端且与传动轴(2)密封连接的下密封圈(4)，所述上密封圈(3)和下密封圈(4)之间形成润滑所述轴承组件(6)的封闭油腔(10)；压力补偿装置(5)，所述压力补偿装置(5)位于所述壳体(1)上且与所述封闭油腔(10)连通，所述压力补偿装置(5)通过膨胀和收缩以平衡所述封闭油腔(10)内部与封闭油腔(10)外部的压力差。2.如权利要求1所述的一种螺杆钻具密封传动轴总成，其特征在于：所述壳体(1)的侧壁上开设有容纳所述压力补偿装置(5)的储油孔(11a)，所述储油孔(11a)内开设有与封闭油腔(10)连通的通油孔(11b)，所述压力补偿装置(5)包括与通油孔(11b)相通的橡胶油囊(51)，所述橡胶油囊(51)通过充油和放油来平衡封闭油腔(10)内部与封闭油腔(10)外部的压力差。3.如权利要求2所述的一种螺杆钻具密封传动轴总成，其特征在于：所述储油孔(11a)位于所述上密封圈(3)的顶部或下密封圈(4)的底部，所述橡胶油囊(51)至少部分暴露在封闭油腔(10)外部，所述橡胶油囊(51)上开设有将橡胶油囊(51)内的油脂排泄至封闭油腔(10)外部的泄油孔(51d)。4.如权利要求2或3所述的一种螺杆钻具密封传动轴总成，其特征在于：所述橡胶油囊(51)为圆形片状结构，所述橡胶油囊(51)上设有具有伸缩能力的环形凹槽(51b)和环向凸起(51a)，所述橡胶油囊(51)的圆周设有环形密封圈(51c)；所述压力补偿装置(5)还包括压在所述环形密封圈(51c)上的储油杯(52)，所述储油杯(52)远离橡胶油囊(51)的一端设有压盖(53)，所述压盖(53)上开设有注油孔，所述压盖(53)上还设有封闭注油孔的丝堵(54)。5.如权利要求4所述的一种螺杆钻具密封传动轴总成，其特征在于：所述储油杯(52)为两端贯穿的圆筒形结构，所述储油杯(52)靠近压盖(53)的一端开设有与储油孔(11a)连通的径向油槽；所述压盖(53)的圆周设有与储油孔(11a)的内壁密封连接的o形橡胶圈(55)，所述储油孔(11a)的内壁还设有与压盖(53)抵接的孔用挡圈(56)。6.如权利要求3所述的一种螺杆钻具密封传动轴总成，其特征在于：所述储油孔(11a)靠近所述传动轴(2)的一端开设有排油孔，所述橡胶油囊(51)的泄油孔(51d)与排油孔连通，所述上密封圈(3)顶部或下密封圈(4)底部的壳体(1)与传动轴(2)之间设有与排油孔连通的环形间隙(11c)，所述环形间隙(11c)且与封闭油腔(10)外部连通。7.如权利要求1所述的一种螺杆钻具密封传动轴总成，其特征在于：所述壳体(1)包括由上至下依次螺纹连接的上壳体(11)、传动轴壳体(12)、轴承壳体(13)和下壳体(14)，所述上密封圈(3)密封连接在上壳体(11)和传动轴(2)之间，所述下密封圈(4)密封在下壳体(14)和传动轴(2)之间；
所述压力补偿装置(5)位于所述上壳体(11)和/或下壳体(14)上，所述压力补偿装置(5)设有多个，多个所述压力补偿装置(5)圆周排布在上壳体(11)和/或下壳体(14)上。8.如权利要求7所述的一种螺杆钻具密封传动轴总成，其特征在于：所述上壳体(11)顶部的内孔与传动轴(2)之间设有限流阀(7)，所述限流阀(7)包括与上壳体(11)内孔连接的静阀(7a)，以及固定在所述传动轴(2)上与静阀(7a)间隙配合的动阀(7b)；所述上壳体(11)的侧壁上开设有径向泄压孔(11d)，所述径向泄压孔(11d)与上壳体(11)顶部内孔与传动轴(2)之间形成的环形间隙(11c)连通，以排出环形间隙(11c)内的钻井液。9.如权利要求7所述的一种螺杆钻具密封传动轴总成，其特征在于：所述传动轴壳体(12)和轴承壳体(13)的侧壁上均开设有与封闭油腔(10)连通的注油通道，所述传动轴壳体(12)和轴承壳体(13)的侧壁上还固定设有封堵所述注油通道的堵头；所述轴承组件(6)包括位于传动轴壳体(12)内的上推力轴承(61)和下推力轴承(62)，所述上推力轴承(61)和下推力轴承(62)之间设有承压环(63)，所述下推力轴承(62)的底部与轴承壳体(13)之间设有调整垫圈(64)。10.如权利要求7所述的一种螺杆钻具密封传动轴总成，其特征在于：所述传动轴(2)的顶部螺纹连接有水帽(8)，所述水帽(8)设有与传动轴(2)的水眼连通的进水孔，所述下壳体(14)的底部设有与传动轴(2)贴合的下刮圈(9)。

技术总结
本申请涉及一种螺杆钻具密封传动轴总成，属于石油、天然气用井下螺杆钻具技术领域，包括：传动轴装置，其包括壳体和传动轴，壳体为空心管状结构，壳体内设有转动支撑传动轴的轴承组件，传动轴位于壳体内且可在壳体内转动；密封装置，其包括位于壳体的上端且与传动轴密封连接的上密封圈，以及位于壳体的下端且与传动轴密封连接的下密封圈，上密封圈和下密封圈之间形成润滑轴承组件的封闭油腔；压力补偿装置，其位于壳体上且与封闭油腔连通，压力补偿装置通过膨胀和收缩以平衡封闭油腔内部与封闭油腔外部的压力差。本申请实现了封闭油腔两端压力相等、封闭油腔内外压力相等，提高了密封装置的密封性能，提高了传动轴总成的使用寿命。命。命。


技术研发人员：关勤勤 全兵 袁咏心 邵增元 张小俊
受保护的技术使用者：中石化石油机械股份有限公司
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2022/3/8