專利名稱：一種石油鉆井用低轉速大扭矩泥漿驅動的液壓馬達的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油鉆井用泥漿驅動低轉速大扭矩的液壓馬達，特別是一種新型的石油鉆井用泥漿驅動低轉速大扭矩的液壓馬達。
背景技術：
目前，石油鉆井用泥漿驅動的液壓馬達主要是螺桿馬達，由于其定子內壁是橡膠，決定其使用壽命不超過200小時，近期已有等壁厚的螺桿馬達在研制，由于其定子還是等壁厚的橡膠層，因而，其使用壽命很難大幅度提高。滑片式液壓馬達是成熟技術，主要是高轉速低扭矩的油壓馬達，即使勉強做出低轉速的油壓馬達，輸出的扭矩也很低，在石油鉆井領域做為鉆頭轉動的驅動裝置無任何應用。
發明內容本實用新型的目的是針對上述技術中存在的不足，提供一種保證鉆頭轉動的驅動裝置，該裝置輸出扭矩與現有的螺桿馬達相同，輸出轉速比現有的鉆井用螺桿馬達提高20%，使用壽命比現有的鉆井用螺桿馬達提高50%，消耗的泥漿輸入輸出壓差與現有的鉆井用螺桿馬達相同。本實用新型的目的是這樣實現的包括馬達外套管、各單體液壓馬達、泥漿輸入通道和泥漿輸出通道，其特征是，各單體液壓馬達扭矩輸出端串聯，各單體液壓馬達泥漿輸入口與泥漿公共輸入通道并連，各單體的液壓馬達泥漿輸出口與泥漿公共輸出通道并連，源動力泥漿經泥漿公共輸入口輸入，做功后的泥漿經泥漿公共輸出口輸出，各單體的多個低扭矩的泥漿驅動液壓馬達的扭矩同軸同步經扭矩輸出軸迭加輸出。本實用新型的有益效果是，與現用的鉆井用的螺桿馬達比較，使用壽命提高50%，轉速提聞20%,這可大幅度降低鉆井成本和提聞鉆井速度。
圖I是本實用新型結構實施例一的示意圖。圖2是本實用新型結構實施例二的示意圖。圖3是本實用新型結構實施例三的示意圖。圖4是本實用新型結構實施例四的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實施例做進一步說明由圖I可知，本實用新型因采用的各分體液壓馬達的結構特點或泥漿輸入輸出通道設置形式不同，有多種實施方式，本案僅以四個實施例做以說明實施例I由圖I可知，312個馬達轉子與定子徑向尺寸相同的泥漿驅動的各單體液壓馬達4沿一軸線依次固定在一個馬達外套管3內，且各單體液壓馬達定子橢園體的長軸縱斷面要在一個平面，相鄰的單體馬達轉子軸通過具有柔性的連軸件8相互連接，各單體馬達同軸同步轉動；各相鄰單體馬達端蓋間留有間隔空間11，各單體馬達右側端蓋設有泥漿輸入口 7，各單體馬達左側端蓋設有泥漿輸出口 10 ;各單體馬達的轉子軸是中空的且相互連通，即泥漿的公共輸入通道5，泥漿公共輸入通道在每兩個相鄰單體液壓馬達的間隔空間部分設有孔9，經該孔流出的高壓泥漿，可經該間隔空間左側的單體液壓馬達泥漿輸入口輸入該馬達；各單體馬達的定子是橢園型筒，轉子為園形筒，馬達外套管為園型筒，在橢園筒型定子外壁與園型馬達外套管在橢園筒短徑兩側有兩個對稱的橫斷面為月牙形的筒，即公共的泥漿輸出通道6 ;公共泥漿輸出通道依次分別與各單體馬達的泥漿輸出口連接，公共泥漿輸入通道與公共泥漿輸出通道之間彼此封閉；最右側端蓋設有泥漿的總輸入口 12，最左側端蓋設有泥漿總輸出口 2，扭矩輸出軸I安裝在左端。各單體液壓馬達所采用的是對稱式的滑片式液壓馬達。本裝置實際運行時，鉆鋌內的高壓泥漿經本裝置總的泥漿輸入口進入本裝置的泥漿公共輸入通道，經該通道依次分別同步經各單體液壓馬達泥漿輸入口輸入各單體液壓馬 達，輸入的高壓泥漿可驅動各單體液壓馬達轉子同步轉動，由于各單體液壓泥漿馬達的轉子在馬達套管內同軸連接為一體，因而，各單體液壓馬達輸出的小扭矩可迭加為大扭矩，通過本裝置的扭矩輸出軸輸出，做功后的泥漿經各單體液壓馬達的泥漿輸出口排入本裝置的泥漿公共輸出通道輸出，匯集的輸出泥漿經本裝置的泥漿總輸出口排出。實施例2由圖2可知，312個馬達轉子為園形與定子為園形且徑向尺寸相同的泥漿驅動的各單體液壓馬達3沿一軸線依次固定在一個馬達外套管11內，且各單體液壓馬達泥漿輸入輸出相位相同，相鄰的單體液壓馬達轉子軸通過具有柔性的連軸件7相互連接，各單體液壓馬達同軸同步轉動；各相鄰單體液壓馬達端蓋間留有間隔空間10，各單體液壓馬達右側端蓋設有泥漿輸入口 6，各單體馬達左側端蓋設有泥漿輸出口 8 ;各單體馬達的轉子軸是中空的且相互連通4，即泥漿的公共輸入通道，泥漿公共輸入通道在每兩個相鄰單體液壓馬達的間隔空間部分設有孔9，經該孔流出的高壓泥漿，可經該間隔空間左側的單體液壓馬達泥漿輸入口輸入該馬達；鑒于本方案各單體液壓馬達的定子、轉子及馬達外套管均為園型筒，公共的泥漿輸出通道無法在本裝置的套管內解決，只能在轉子偏心一側的外套管的外部增補一個公共泥漿輸出通道5 ;公共泥漿輸出通道依次分別與各單體液壓馬達的泥漿輸出口連接，公共泥漿輸入通道與公共泥漿輸出通道之間彼此封閉；最右側端蓋設有泥漿的總輸入口 12，驅動裝置最左側端蓋設有泥漿總輸出口 2，扭矩輸出軸I安裝在左端。各單體液壓馬達采用的是偏心式的滑片式液壓馬達。本裝置實際運行時，鉆鋌內的高壓泥漿經本裝置總的泥漿輸入口進入本裝置的泥漿公共輸入通道，經該通道依次分別同步經各單體液壓馬達泥漿輸入口輸入各單體液壓馬達，輸入的高壓泥漿可驅動各單體液壓馬達轉子同步轉動，因而，各單體液壓馬達輸出的小扭矩可迭加為大扭矩，通過本裝置的扭矩輸出軸輸出，做功后的泥漿經各單體液壓馬達的泥漿輸出口排入。本裝置的泥漿公共輸出通道輸出，匯集的輸出泥漿經本裝置的泥漿總輸出口排出。實施例3[0019]由圖3可知，312個馬達轉子與定子徑向尺寸相同的泥漿驅動的各單體液壓馬達4沿一軸線依次固定在一個馬達外套3內，且各單體液壓馬達定子橢園橫斷面的長軸縱斷面要在一個平面，相鄰的單體液壓馬達轉子軸通過具有柔性的連軸件6相互連接，各單體液壓馬達同軸同步轉動；各相鄰單體馬達端蓋間留有間隔空間7，各單體馬達右側端蓋開泥漿輸入口 5，各單體液壓馬達左側端蓋設有泥漿輸出口 8 ;最右側端蓋設泥漿的總輸入口 9，最左側端蓋設有泥漿總輸出口 2，扭矩輸出軸I安裝在左端。各單體液壓馬達所采用的是對稱式的液壓滑片式液壓馬達。本裝置實際運行時，鉆鋌內的高壓泥漿經本裝置總的泥漿輸入口進入本裝置后，泥漿首先經最右端的單體液壓馬達泥漿輸入口輸入該分體馬達，在該單體液壓馬達做功后的泥漿經其左側端蓋的泥漿輸出后，又經與其左相鄰的單體液壓馬達的泥漿輸入口輸入該分體馬達，在該馬達內做功的泥漿又輸入下一左相鄰的單體液壓馬達，如此循環，最后，做功后的泥漿經最左端的單體液壓馬達的泥漿輸出口輸入本裝置的泥漿總輸出通道，該種泥漿串連交替輸入輸出方式，泥漿每通過一個分體液壓馬達，都會產生壓降，鑒于驅動馬達轉的是泥漿輸入輸出壓差，鉆井用的泥漿壓強很大，且各單體液壓馬達轉子同軸連為一體，因而，各單體液壓馬達可同軸同步轉動，且液壓單體液壓馬達輸出的小扭矩可迭加為大扭矩，·通過本裝置的扭矩輸出軸輸出。實施例4由圖4可知，3——12 4個馬達轉子與定子徑向尺寸相同的泥漿驅動的各單體液壓馬達沿一軸線依次固定在一個馬達外套管3內，且各單體液壓馬達泥漿輸入輸出相位相同，相鄰的單體液壓馬達轉子軸通過具有柔性的連軸件6相互連接，各單體液壓馬達同軸同步轉動；各相鄰單體液壓馬達端蓋間留有間隔空間7，各單體液壓馬達右側端蓋設有泥漿輸入口 5，各單體液壓馬達左側端蓋設有泥漿輸出口 8 ;最右側端蓋設泥漿的總輸入口 9，最左側端蓋設泥漿總輸出口 2，扭矩輸出軸I安裝在左端。各單體液壓馬達所采用的是偏心式的滑片式液壓馬達。先經最右端的單體液壓馬達泥漿輸入口輸入該分體液壓馬達，在該單體液壓馬達做功后的泥漿經其左側端蓋的泥漿輸出后，又經與其左相鄰的單體液壓馬達的泥漿輸入口輸入該單體液壓馬達，在該馬達內做功的泥漿又輸入下一左相鄰的單體液壓馬達，如此循環，最后，做功后的泥漿經最左端的單體液壓馬達的泥漿輸出口輸入本裝置的泥漿總輸出通道，該種泥漿串連交替輸入輸出方式，泥漿每通過一個單體液壓馬達，都會產生壓降，鑒于驅動馬達轉的是泥漿輸入輸出壓差，鉆井用的泥漿壓強很大，且各單體液壓馬達轉子同軸連為一體，因而，各單體液壓馬達可同軸同步轉動，且各單體液壓馬達輸出的小扭矩可迭加為大扭矩，通過本裝置的扭矩輸出軸輸出。其它實施例除上述實施方案外，還可采用泥漿輸入輸出串連并連結合的結構形式，即把2—4個相鄰的單體液壓馬達采用類同實施例3或例4的方式串連，而后，把相互串連的各單體液壓馬達看成一個單體液壓馬達單元，對各單體液壓馬達單元采用類同實施例I或例2的方式并連，鑒于，串并組合方式很多，這里不舉例說明了。此外，因采用的單體液壓馬達不同及泥漿公共輸入輸出通道設置不同，本實用新型能拓展多種實施方案。
權利要求1.一種石油鉆井用低轉速大扭矩泥漿驅動的液壓馬達，包括馬達外套管、各單體液壓馬達、泥漿輸入通道和泥漿輸出通道，其特征是，各單體液壓馬達扭矩輸出端串聯，各單體液壓馬達泥漿輸入口與泥漿公共輸入通道并連，各單體的液壓馬達泥漿輸出口與泥漿公共輸出通道并連，源動力泥漿經泥漿公共輸入口輸入，做功后的泥漿經泥漿公共輸出口輸出，各單體的多個低扭矩的泥漿驅動液壓馬達的扭矩同軸同步經扭矩輸出軸迭加輸出。
2.根據權利要求I所述的一種石油鉆井用低轉速大扭矩泥漿驅動的液壓馬達，3-12個馬達轉子與定子徑向尺寸相同的泥漿驅動的各單體液壓馬達沿外套管軸線依次固定在一個馬達外套管內，各單體液壓馬達同軸同步轉動；各單體液壓馬達端蓋間留有間隔空間，各單體液壓馬達左側端蓋開泥漿輸入口，各單體液壓馬達右側端蓋開泥漿輸出口 ；各單體液壓馬達的轉子軸中空，即泥漿的公共輸入通道；各單體液壓馬達的定子是橢園型筒，馬達外套管為園型筒，在橢園筒型定子外壁與園型馬達外套管在橢園筒短徑兩側形成兩個對稱的橫斷面為月牙形的筒，即公共的泥漿輸出通道；泥漿公共輸入通道依次分別與各單體液壓馬達泥漿輸入口連接，公共泥漿輸出通道依次分別與各單體液壓馬達的泥漿輸出口連接，公共泥漿輸入通道與公共泥漿輸出通道之間彼此封閉；驅動裝置最右側端蓋設有泥漿的總 輸入口，左側端蓋設有泥漿總輸出口，扭矩輸出軸安裝在左端，各單體液壓馬達采用對稱式的滑片式液壓馬達。
3.根據權利要求I所述的一種石油鉆井用低轉速大扭矩泥漿驅動的液壓馬達，3—12個馬達轉子與定子徑向尺寸相同的泥漿驅動的各單片液壓馬達在以各單體液壓馬達轉子同軸并定子外壁與外套管內壁相切的方式，依次固定在一個馬達外套管內，相鄰的單體馬達轉子軸用具有柔性的連接件相互連接，各單體液壓馬達同軸同步轉動；各相鄰單體液壓馬達端蓋間留有間隔空間，各單體液壓馬達右側端蓋開泥漿輸入口，各單體液壓馬達左側端蓋開泥漿輸出口 ；各單體液壓馬達的轉子軸是中空并連為一體，即泥漿的公共輸入通道；在馬達轉子偏心一側的外套管的外部增補一個泥漿輸出通道；泥漿公共輸入通道依次分別與各單分體馬達泥漿輸入口連接，公共泥漿輸出道依次分別與各單體液壓馬達的泥漿輸出口連接，公共泥漿輸入通道與公共泥漿輸出通道之間彼此封閉；驅動裝置最右側端蓋設泥漿的總輸入口，驅動裝置最左側端蓋設泥漿總輸出口，扭矩輸出軸安裝在左端，各單體液壓馬達采用偏心式的滑片式液壓馬達。
4.根據權利要求I所述的一種石油鉆井用低轉速大扭矩泥漿驅動的液壓馬達，3—一12個馬達轉子與定子徑向尺寸相同的泥漿驅動的各單片液壓馬達沿一軸線依次固定在一個馬達外套管內，且各單體液壓馬達定子橢園筒體長軸縱斷面要在一個平面，相鄰的單體液壓馬達轉子軸通過具有柔性的連軸件相互連接，各單體液壓馬達同軸同步轉動；各相鄰單體液壓馬達端蓋間留有間隔空間，各單體液壓馬達右側端蓋開泥漿輸入口，各單體液壓馬達左側端蓋開泥漿輸出口 ；本驅動裝置最右側端蓋設泥漿的總輸入口，驅動裝置最左側端蓋設泥漿總輸出口，本驅動裝置的扭矩輸出軸在左端，各單體液壓馬達采用對稱式的滑片式液壓馬達。
5.根據權利要求I所述的一種石油鉆井用低轉速大扭矩泥漿驅動的液壓馬達，3-12個馬達轉子與定子徑向尺寸相同的泥漿驅動的各單片液壓馬達沿一軸線依次固定在一個馬達外套管內，且各單體液壓馬達泥漿輸入輸出相位相同，相鄰的單體液壓馬達轉子軸通過具有柔性的連軸件相互連接，各單體液壓馬達同軸同步轉動；各相鄰單體液壓馬達端蓋間留有間隔空間，各單體液壓馬達右側端蓋開泥漿輸入口，各單體液壓馬達左側端蓋開泥漿輸出口 ；本驅動裝置最右側端蓋設泥漿的總輸入口，驅動裝置最左側端蓋設泥漿總輸出口，本驅動裝置的扭矩輸出軸安裝在左端，各單體液壓馬達采用偏心式的滑片式液壓馬達。
6.根據權利要求1-5所述的根據權利要求I所述的一種石油鉆井用低轉速大扭矩泥漿驅動的液壓馬達，其特征是，各單體液壓馬達是3個或者是4個，或者是5個，或者是6個，或者是7個，或者是8個,或者是9個,或者是10個,或者是11個,或者是12個。
專利摘要本實用新型提供一種石油鉆井用低轉速大扭矩泥漿驅動的液壓馬達，其技術特征是，各單體的滑片式液壓馬達扭矩輸出軸串聯，各單體的滑片式液壓馬達的泥漿輸入口與泥漿公共輸入通道并連，各單體的滑片式液壓馬達的泥漿輸出口與泥漿公共輸出通道并連，源動力泥漿經泥漿公共輸入口輸入，做功后的泥漿經泥漿公共輸出口輸出，多個低扭矩的泥漿驅動滑片式液壓馬達的扭矩同軸同步經扭矩輸出軸迭加輸出。其優點是，該馬達與現用的螺桿式馬達使用壽命長，輸出轉速高，可降低鉆井成本，提高鉆井速度。
文檔編號F04B15/02GK202493390SQ20122005128
公開日2012年10月17日 申請日期2012年2月17日 優先權日2012年2月17日
發明者王德忠 申請人:王德忠