[发明专利]一种新型球柱型万向轴及螺杆钻具

说明书

技术领域

本发明应用于石油钻井技术领域，尤其涉及一种新型球柱型万向轴及螺杆钻具。

背景技术

螺杆钻具是一种以钻井液为动力源，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。采用螺杆钻具钻探与常规钻探相比有许多优点，如钻杆磨损大幅度下降，机械钻速高。它是打定向孔的主要器具，特别是在定向井、水平井技术中的应用，为了提高钻井质量和钻井速度起到了重要的积极作用，在钻探领域已具有不可或缺的意义。

常规螺杆钻具的使用寿命一般为150小时以内，其薄弱环节有很多，其中万向轴失效快寿命短是一突出问题，亟待解决。

现有技术万向轴结构主要有三种：一种是花瓣式，一种是圆球式，例外还有一种专利号为ZL201620680738.1插齿式；其中花瓣式结构简单，但易受高压钻井液冲蚀，寿命较短；插齿式结构简单虽然便于拆装，但万向效果不理想，工作效率低实用性差；圆球式效率高万向效果好但因接触面为线接触，承载能力低耐磨型差寿命短。鉴于此，本发明提供一种新型球柱型万向轴及螺杆钻具。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型球柱型万向轴及螺杆钻具，以解决现有技术万向轴失效快寿命短的问题。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种新型球柱型万向轴，包括活铰11、连杆4及球柱型铰接结构，所述活铰11上端外螺纹连接马达，下端通过球柱型铰接结构与连杆4相连，所述球柱型铰接结构包括球柱8、球头9、球座10、压环7、橡胶护套5、锁紧压盖、喉箍3，其中球柱8呈两端半球中间圆柱型，其上半部分嵌套于活铰11凹槽中，下半部分坐卧连杆凹槽内。

优选地，所述球柱球型半径SR＝20-26mm。

优选地，所述球头与球座接触面为半球型，其半径SR＝25-35mm。

优选地，所述球头与球座接触面为半球型，其半径SR＝30mm。

优选地，所述球头和球座材质采用硬质铜合金。

相应地，还提供一种螺杆钻具，使用上述的新型球柱型万向轴。

与现有技术比较，本发明的有益效果为，本发明以球柱为承载部件，与圆球相比承载面积大大增加，耐磨性、承载能力极大提高，传递扭矩更加平稳高效，从而解决了承载能力低耐磨型差寿命短的问题，延长了产品寿命及钻井安全提高钻井效率。

附图说明

图1为本申请球柱型万向轴外形结构示意图；

图2为本申请球柱结构放大示意图；

图3为本申请球座配合结构示意图；

图4为本申请螺杆钻具结构示意图；

图中：1-水帽，2-左锁紧压盖，3-喉箍，4-连杆，5-橡胶护套，6-右锁紧压盖，7-压环，8-球柱，9-球头，10-球座，11-活铰。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。