[实用新型]螺杆钻具球齿式万向轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及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。

背景技术

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构成，各部分自上而下依次连接，其中万向轴的上端马达转子连接、下端与传动轴连接，其作用是将马达转子的行星运动转变为传动轴的定轴转动，使马达产生的扭矩和转速平稳地传递给钻头。可见，万向轴总成是螺杆钻具极为关键的部件，其结构性能直接关系到螺杆钻具的钻井效率和使用寿命。

目前螺杆钻具的万向轴主要有花瓣式和球笼式两种结构形式。花瓣式万向轴结构简单，制造容易，传递扭矩大，但加工精度低，运转不平稳，有惯性，转角大，机械效率低，一般是以泥浆作为润滑介质，磨损速度快，使用寿命短。专利号为200620084055.6的花瓣式万向轴虽有所改进，但仍然没能从根本上解决上述问题。

球笼式万向轴是以钢球传递扭矩，传动平稳，有润滑，导向灵活，但其加工精度要求高，制作难度大，且因钢球工作接触面小，传递扭矩受限，摩擦面易疲劳，同样存在使用寿命短的缺陷。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单紧凑、润滑性能好、传递扭矩大、使用寿命长的螺杆钻具球齿式万向轴。

为实现上述目的，本实用新型螺杆钻具球齿式万向轴，包括公接头、内球齿中间轴以及内球齿接头，内球齿中间轴与公接头、内球齿中间轴与内球齿接头之间分别通过球齿式万向节连接。所说的球齿式万向节包括与公接头或内球齿中间轴连接的外球齿联接轴，外球齿联接轴的端部为圆球状球节，在该球节的前半球面上均匀分布有多条外弧形齿，在内球齿中间轴和内球齿接头的端面各加工有球面凹槽，该球面凹槽内加工有与上述球节上的外弧形齿相啮合的内弧形齿，在内球齿中间轴和内球齿接头的端部固定有球头盖，球头盖带有与外球齿联接轴端部的球节后部球面相适应的球面凹槽，球头盖与内球齿中间轴及内球齿接头固定连接，球节活动安装在球头盖和内球齿中间轴或内球齿接头上的球面凹槽形成的球形内腔中。

如上所述螺杆钻具球齿式万向轴，在其外球齿联接轴的球节顶部加工有小球面凹槽，在内球齿中间轴和内球齿接头的球面凹槽的底部也分别加工有与上述小球面凹槽直径一致、位置对应的小球面凹槽，在上述小球面凹槽形成的空腔内安装有定位钢球。

如上所述螺杆钻具球齿式万向轴，在其内球齿中间轴和内球齿接头上加工有与球面凹槽相通的注油孔。球齿部分润滑密封可在球节后部球面上加工有环形槽，环形槽内装有密封圈，也可在球头盖的圆孔内装有密封圈。

如上所述螺杆钻具球齿式万向轴，其另一润滑方式是在内球齿中间轴和公接头上带有通向其端面的注油孔，在公接头与内球齿中间轴以及内球齿中间轴与内球齿接头连接处分别包覆弹性波纹护套。

由于本实用新型采用了球齿式联轴节结构，利用两球面上的弧形齿相互啮合传递扭矩，增加了受力接触面积，减小了受力面的接触应力，转角小，传递扭矩大，稳定性能好，导向灵活，端盖和内球齿中间轴、内球齿接头形成密封良好的球形内腔，实现了全密封、油浴式润滑，润滑效果好，因而可有效延长万向轴的使用寿命，从而提高螺杆钻具的整机使用寿命。本实用新型结构简单紧凑，制造成本低，适用范围广。

附图说明

图1是本实用新型的纵向半剖视图，示出了其整体结构；

图2是本实用新型另一实施例的纵向半剖视图；

图3是本实用新型又一实施例的纵向半剖视图；

图4是外球齿联接轴的纵向剖视图；

图5是球头盖的剖视图；

图6是内球齿中间轴的纵向剖视图。

具体实施方式