[发明专利]SBT 水泥胶结测井仪球铰传动轴

说明书

技术领域

本发明涉及一种井下测井仪器，特别是涉及一种SBT水泥胶结测井仪器极板推靠球铰传动轴。

背景技术

随着海洋和陆地水平油井钻采技术的发展，对于完井后水泥胶结质量的要求也越来越高，目前SBT扇区水泥胶结测井仪，在高精度水泥胶结质量评估中越来越重要，市场需求大。现有国产SBT水泥胶结测井仪器，主要仿制ATLAS公司同类产品，材料为17-4PH（σ_0.2≥930MP），在现场使用过程中发现，国产仪器传动轴使用寿命短，常发生突发性断裂；采用超高强度合金钢（σ_0.2≥1500MPa），切削加工工艺性差，成品率很低。

图1为所涉及SBT仪器局部工作图。传动部分19与传感器部分12通过螺纹10连接，紧定螺钉18拧入直槽17内防转。连接筒14置于仪器内腔，连接筒14凸起的法兰一部分嵌入传动连接套8的退刀槽中，另一部分被螺钉15顶紧挡住。传动轴16轴端法兰台阶9，挂靠在传动连接套8上。紧定螺钉7通过连接螺纹13将连接筒14与轴5相连接。传动轴16向下运动时，将带动连接套8、连接筒14、轴5、弹簧4、连杆6、轭11、防脱销3、支点块2、推靠臂1一起向下运动，完成极板收回动作。此时负载来自弹簧4的压缩阻力。正常情况下，传动轴16最大拉力为1232kg。

图2为原仪器传动轴传动连接工作原理图，其中图2-1是受力前传动轴的连接状态，图2-2是受轴向力F后的连接状态。

图2-1中，连接筒14和传动轴16轴线20，与传动连接套8轴线21平行，距离为e，传动连接套8内孔端面24和连接筒端面28以及传动轴16台阶端面25平行并靠紧。螺钉15锥面素线22与连接筒14锥面贴紧并靠实；连接筒14法兰凸起锥面素线23与传动连接套8退刀槽锥面贴紧并靠实。

见图2-2，受到轴向拉力F后，螺钉15锥面素线22与连接筒14锥面贴紧处产生压应力，压应力随弹簧压缩力F的增大而增大，当材料产生弹性或屈服变形时，传动连接套8会绕锥面素线23某点发生旋转，传动轴16轴线20和传动连接套8轴线21产生夹角α，传力面24绕传动轴16台阶端面上的点26旋转，传动连接套8内孔端面24与传动轴16台阶端面25也形成夹角。点26受到F力，这时传动轴16台阶端面根部27，受到额外弯矩F×d/2产生的拉应力，此额外弯矩产生的应力为交变应力，在根部27处易产生裂纹，造成轴16突然断裂。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提出一种SBT水泥胶结测井仪球铰传动轴，彻底消除原传动轴产生疲劳应力而断裂的偏载弯矩，在不改变材料的状况下，解决断轴问题。本发明是用来实现SBT水泥胶结测井仪器极板推靠传动。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种SBT水泥胶结测井仪球铰传动轴，包括传动轴本体，沿所述传动轴端头内侧开有环形槽，沿传动轴环形槽外周卡装有一对呈对称分布的剖分球铰a和剖分球铰b，沿传动轴轴向剖分球铰a和剖分球铰b的两端分别套装有球铰座a和球铰座b。

进一步地，所述一对呈对称分布的剖分球铰a和剖分球铰b上分别设有与传动轴上的环形槽相配合的环形凸体a和环形凸体b，在剖分球铰a和剖分球铰b外侧面设置有球面a和球面b。

进一步地，所述球铰座a设置在靠近传动轴端头侧，球铰座a内侧壁设有与剖分球铰外侧的球面a和球面b侧部相配合的球铰座a球面；所述球铰座b设置在与球铰座a相接的另一侧，球铰座b内侧壁设有与剖分球铰外侧的球面a和球面b侧部相配合的球铰座b球面。

进一步地，所述球铰座a上设凸起，球铰座b设凹槽，凸起和凹槽构成球铰座a和球铰座b相接合端的凹凸接合面；凹凸接合面接合后将球铰座a和球铰座b刚性连接在一起。

进一步地，所述传动轴能够绕球铰座a和球铰座b的轴线360度旋转，绕球铰座a球面和球铰座b球面的中心以给定的角度在任意方向上摆动。

本发明传动轴用以传递传动部分输出的轴向力。剖分球铰卡箍在轴上，与传动轴不发生轴向位移，周向可以360度自由旋转。球铰座承担来至传动轴，并经过剖分球铰传递来的轴向力，可以相对于传动轴360度旋转和按一定角度摆动。

附图说明

图1为发明所涉及SBT仪器局部工作图。

图2-1和图2-2为原仪器传动轴传动连接工作原理图。

图3-1和图3-2为本发明传动轴装配结构图。

图4-1和图4-2为本发明仪器传动轴传动连接工作原理图。