[实用新型]螺杆钻具密封球铰接万向轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻井或修井作业用的螺杆钻具，特别是涉及一种螺杆钻具万向轴。

技术背景

在石油开采和修井作业中，井下动力钻具特别是螺杆钻具的应用已越来越广泛。螺杆钻具主要包括旁通阀总成、马达总成、万向轴总成和传动轴总成，并从上至下依次连接。旁通阀与马达定子上端相连接。马达总成由定子和转子组成，定子为金属壳体，在金属壳体内衬有橡胶，橡胶的内表面形状为多瓣螺旋孔；转子为金属材料制成，外型为多瓣的金属螺旋杆；转子在定子内腔作行星运动。转子下端与万向轴相连接，通过万向轴将转子的行星运动转为定轴运动，传递给万向轴下端的传动轴，同时将马达的输出动力传递给传动轴。钻头由传动轴带动旋转，完成切削作业。目前，螺杆钻具的万向轴大多为齿瓣型(如图1)，例如，1999年6月23日公告的CN2325582Y中国实用新型专利，其中的万向节由上壳体和下壳体组成，上壳体的齿瓣与下壳体齿瓣相吻合，通过齿瓣传递扭矩。该万向节的齿瓣型需要专用设备加工，火焰切割成型，热影响区大，造成切口周围金相组织不均匀，晶粒粗大，强度低，在近齿根处容易断裂；并且因其结构原因，该万向轴必须在超负荷状态下运行，使用寿命短。1993年12月1日公告的CN2148166Y中国实用新型专利螺杆钻具专用牙嵌式万向轴，通过牙嵌传递扭矩，该结构在传递扭矩时，接触面小，受力不均，易损坏，缩短了万向轴的使用寿命，影响了螺杆钻具的整机使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术中存在的不足，提供一种受力合理，扭矩传递可靠，结构简单，不需使用专用设备制造的螺杆钻具密封球铰接万向轴。

为了达到上述目的，本实用新型的螺杆钻具密封球铰接万向轴，包括短接头、球铰接接头、钢球、密封装置，在2个短接头之间有球铰接接头，短接头一端的盲孔中心球型凹槽和球铰接接头端部的中心球型凹槽之间有钢球，靠近球铰接接头端部且沿外圆周均布的球型槽内嵌有2个或2个以上钢球，嵌有钢球的球铰接接头位于短接头一端的凹槽内，钢球与凹槽的内表面之间有间隙，短接头与球铰接接头之间通过密封装置连接。

本实用新型的螺杆钻具密封球铰接万向轴，受力均匀合理，密封可靠，可有效地延长万向轴的使用寿命；工件的加工难度降低，从而降低了制造成本。

附图说明

图1是公知螺杆钻具齿瓣式万向轴示意图。

图2是本实用新型螺杆钻具密封球铰接万向轴示意图。

参照图2。图中1为短接头，2为丝堵，3为球座，4和5为钢球，6为半环，7为锁紧螺母，8为油封，9为球铰接接头，10为卡子，11为密封装置。

具体实施方式

从图2中可以看出，本实用新型螺杆钻具密封球铰接万向轴主要由铰接部分和密封部分组成，铰接部分主要包括短接头1、球铰接接头9、钢球4、钢球5，钢球5位于短接头1一端的盲孔中心球型凹槽和球铰接接头9端部的中心球型凹槽之间，短接头1一端的盲孔中心也可安装球座3；靠近球铰接接头9端部的且沿外圆周均布的球型槽内嵌有2个或2个以上的钢球4，嵌有钢球4的球铰接接头9位于短接头1一端的凹槽内，钢球4与凹槽的内表面之间有间隙。2个短接头1分别与转子和传动轴刚性连接，2个钢球5为2个球铰接点，钢球4用于传递扭矩，将转子的行星运动转换为传动轴的定轴运动。为了使钢球4的受力状态合理，在球铰接接头9端部的外环型槽内嵌有4至8个钢球4为最佳。

本实用新型的密封装置11主要是在球铰接部位形成一个密封腔，并将短接头1和球铰接接头9连接起来。油封8为柔性件，并与球铰接接头9和短接头1固定连接。油封8为橡胶件，油封8的一端可通过卡子10与球铰接接头9固定连接，另一端通过半环6和锁紧螺母7与短接头1固定连接。装配完成后，通过注油孔将润滑油脂注入密封腔内，然后用丝堵2将注油孔密封。油封8还可使用波纹管或其他类似连接，如果是金属件，也可采用焊接等方式固定连接。

本实用新型的密封球铰接万向轴还可在其他类似产品中应用。