CN112483015A - 万向节结构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种万向节结构及其使用方法，万向节结构包括至少两个依次连接的单节，相邻的两个单节能轴向相对滑动地连接，相连接的两个单节具有同轴固定的第一配合状态和能相对偏转的第二配合状态，相连接的两个单节通过轴向相对滑动在第一配合状态和第二配合状态之间切换，当各相连接的单节均处于第一配合状态时，万向节结构伸直，当各相连接的单节均处于第二配合状态时，万向节结构能弯曲。本发明的万向节结构既能转向，又能伸直，从而解决了现有万向节不受约束地转向而不能保持伸直状态的问题。

Description

万向节结构及其使用方法

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，尤其是一种万向节结构及其使用方法。

背景技术

随着油田开发技术的进步和对油藏地质认识水平的提高，油田的井网密度越来越大，在地下可采储量逐渐减少的情况下，继续打加密井的难度越来越大，成本也越来越高，近年来，为了以低成本获取可达剩余油富集区的油气通道，利用老井眼开展侧向钻井的微侧钻技术得到广泛应用。微侧钻技术主要包括短半径开窗侧钻和连续油管水射流侧钻两种，对于前者，必须进行开窗起下钻才能完成侧钻，并且转弯半径最多控制在1m～2m，侧钻价格也偏高，对于后者，虽然可以通过万向软节实现井筒内部转向，但存在的主要问题是，万向节结构不能伸直，万向节结构在进入地层后方向难以控制，很容易在近井疏松带不受约束地转向，很难保持直线方向，降低了钻井的可靠性和准确性，目前的球笼万向节和十字万向节都无法解决这一技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种万向节结构及其使用方法，以解决现有万向节结构不受约束地转向而不能保持伸直状态的问题。

为达到上述目的，本发明提出一种万向节结构，其包括至少两个依次连接的单节，相邻的两个所述单节能轴向相对滑动地连接，相连接的两个所述单节具有同轴固定的第一配合状态和能相对偏转的第二配合状态，相连接的两个所述单节通过轴向相对滑动在所述第一配合状态和所述第二配合状态之间切换，当各相连接的所述单节均处于所述第一配合状态时，所述万向节结构伸直，当各相连接的所述单节均处于所述第二配合状态时，所述万向节结构能弯曲。

本发明还提出一种万向节结构的使用方法，其中的万向节结构为上述的万向节结构，所述万向节结构的使用方法包括：

通过向所述万向节结构施加第一方向的轴向作用力，使所述万向节结构的各相连接的单节轴向相对滑动至处于所述第一配合状态；

通过向所述万向节结构施加第二方向的轴向作用力，使所述万向节结构的各相连接的单节轴向相对滑动至处于所述第二配合状态，所述第二方向和所述第一方向为轴向方向，且所述第二方向和所述第一方向的方向相反；

当所述万向节结构的各相连接的单节处于所述第二配合状态时，通过向所述万向节结构施加第三方向的作用力，使所述万向节结构的各相连接的单节相对偏转，直至所述万向节结构转向至朝向预设方向，所述第三方向和所述第二方向的之间的夹角α为0＜α≤90°。

本发明的万向节结构及其使用方法的特点和优点是：

1、本发明相连接的单节具有两种配合状态，当各相连接的单节均处于第一配合状态时，万向节结构的各单节同轴固定，万向节结构伸直，万向节结构呈刚性，不能任意转向，从而解决现有万向节不受约束地转向而不能保持伸直状态的问题；当各相连接的单节均处于第二配合状态时，万向节结构的各单节能相对偏转，万向节结构能弯曲，也就是具备转向功能；

2、本发明的各单节依次插接，使用时通过向万向节结构的一端施加作用力，即可使万向节结构的各单节依次连动，并使万向节结构的各相连接的单节处于同一种配合状态，操作简单，使用方便；

3、本发明的万向节结构的结构简单，加工制作方便，成本低。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明的万向节结构的单节的一个实施例的立体示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是本发明的万向节结构的相连接的两个单节处于第一配合状态的示意图；

图4是图3的剖视图；

图5是本发明的万向节结构的相连接的两个单节处于第二配合状态的示意图；

图6是图5的剖视图；

图7是本发明的万向节结构的相连接的两个单节相对偏转的示意图；

图8是图7的剖视图。

主要元件标号说明：

100、单节；

1、主体；11、壳体；111、外定位面；112、球腔；113、第二抵靠面；

114、延伸面；115、肩部；116、颈部；117、连通孔；12、盖体；121、插孔；

122、内定位面；123、第一抵靠面；124、限位面；125、贴靠面；

2、球头；3、第一销钉；4、第二销钉；

100＇、第一单节；

1＇、主体；11＇、壳体；111＇、外定位面；112＇、球腔；113＇、第二抵靠面；

114＇、延伸面；115＇、肩部；116＇、颈部；121＇、插孔；122＇、内定位面；

123＇、第一抵靠面；124＇、限位面；125＇、贴靠面；

2＇、球头；

100〞、第二单节；

1〞、主体；11〞、壳体；112〞、球腔；113〞、第二抵靠面；114〞、延伸面；

115〞、肩部；116〞、颈部；12〞、盖体；121〞、插孔；122〞、内定位面；

123〞、第一抵靠面；124〞、限位面；125〞、贴靠面；

2〞、球头。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“中心”、“水平”和“竖直”、“朝上”和“朝下”、“前”和“后”、“左”和“右”、“顶”和“底”、“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。另外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，“轴向”指的是处于伸直状态的万向节结构的轴向，或处于伸直状态的万向节结构的任一单节的轴向。

如图1至图8所示，本发明提供一种万向节结构，其包括至少两个依次连接的单节100，相邻的两个单节100能轴向相对滑动地连接，相连接的两个单节100具有同轴固定(同轴定位)的第一配合状态(如图4所示)和能相对偏转的第二配合状态(如图6和图8所示)，其中“同轴固定”指的是相连接的两个单节100的中心轴重合，且两个单节100在径向和轴向方向上相对固定，不能相对移动，相连接的两个单节100通过轴向相对滑动在第一配合状态和第二配合状态之间切换，当各相连接的单节100均处于第一配合状态时，各单节100沿轴向排列成一条直线，也就是万向节结构伸直，其中“伸直”指的是万向节结构呈直杆状或直线形，万向节结构不能任意转向，而是保持伸直状态，其被约束在轴向方向上，此时万向节结构具有刚性，为刚性结构；当各相连接的单节100均处于第二配合状态时，各相连接的单节100能相对偏转，也就是万向节结构能各向弯曲(转向)，万向节结构为万向结构。

本发明中，相连接的单节100具有两种配合状态，当各相连接的单节100均处于第一配合状态时，万向节结构的各单节100同轴固定，万向节结构伸直，呈直杆状，万向节结构呈现刚性，从而解决了现有万向节不受约束地转向而不能保持伸直状态的问题；当各相连接的单节100均处于第二配合状态时，万向节结构的各单节100能相对偏转，万向节结构能弯曲，因而具有转向功能；在具体实施时，通过改变万向节结构的单节100数量和相连接的两个单节100的相对偏转角度，可以改变万向节结构的转弯半径。

使用时，通过向万向节结构施加第一方向的轴向作用力，使万向节结构的各相连接的单节轴向相对滑动至处于第一配合状态；通过向万向节结构施加第二方向的轴向作用力，使万向节结构的各相连接的单节轴向相对滑动至处于第二配合状态，第一方向和第二方向均为轴向方向，且所述第一方向和所述第二方向的方向相反；当万向节结构的各相连接的单节处于第二配合状态时，通过向万向节结构施加第三方向的作用力，使万向节结构的各相连接的单节相对偏转，直至万向节结构转向至朝向预设方向，第三方向和第二方向的之间的夹角α为0＜α≤90°，其中第三方向是围绕第二方向360°且与第二方向呈0～90°夹角的范围内的任意方向。

如图1、图2所示，在一种实施方式中，万向节结构的各单节100依次插接形成链状的装配体，每个单节100包括具有轴向相对的第一端和第二端的主体1和固定在主体1的第一端的球头2，主体1为回转体，球头2的球心位于主体1的中心轴上，如图3至图8所示，设相插接的两个单节100分别为第一单节100＇和第二单节100〞，第一单节100＇的主体1＇能轴向滑动地插设于第二单节100〞的主体1〞的第二端内，且第一单节100＇的球头2＇能轴向滑动地设于第二单节100〞的主体1〞内部；当第一单节100＇和第二单节100〞处于第一配合状态时，第一单节100＇的主体1＇和第二单节100〞的主体1〞同轴固定，当第一单节100＇和第二单节100〞处于第二配合状态时，第一单节100＇的球头2＇能转动地与第二单节100〞的主体1〞配合，第一单节100＇的主体1＇在其连接的球头2＇转动时相对第二单节100〞的主体1〞偏转。

使用时，如图3、图4所示，通过对第一单节100＇或/和第二单节100〞施加朝向彼此的轴向压力，使第一单节100＇的主体1＇和第二单节100〞的主体1〞朝靠近彼此的方向移动，直至第一单节100＇的主体1＇和第二单节100〞的主体1〞对接并同轴固定，也就是第一单节100＇和第二单节100〞同轴固定，第一单节100＇和第二单节100〞处于第一配合状态；如图5、图6所示，通过对第一单节100＇或/和第二单节100〞施加背向彼此的拉力，使第一单节100＇的主体1＇和第二单节100〞的主体1〞朝远离彼此的方向移动，直至第一单节100＇的球头2＇能转动地与第二单节100〞的主体1〞配合，第一单节100＇的主体1＇在其连接的球头转动时相对第二单节100〞的主体1〞偏转，也就是第一单节100＇和第二单节100〞能相对偏转，第一单节100＇和第二单节100〞处于第二配合状态，如图7、图8所示，通过改变拉力方向相对于第一单节100＇或/和第二单节100〞的中心轴线的偏移角度，即可改变第一单节100＇和第二单节100〞的相对偏转角度。

其中，对第一单节100＇或/和第二单节100〞施加朝向彼此的轴向压力，指的是对第二单节100〞施加朝向第一单节100＇的轴向压力，或对第一单节100＇施加朝向第二单节100〞的轴向压力，或对第一单节100＇和第二单节100〞同时施加朝向彼此的轴向压力；对第一单节100＇或/和第二单节100〞施加背向彼此的拉力，指的是对第二单节100〞施加背向第一单节100＇的拉力，或对第一单节100＇施加背向第二单节100〞的拉力，或对第一单节100＇和第二单节100〞同时施加背向彼此的拉力。

由于万向节结构的各单节100依次插接，使用时，通过对万向节结构的其中一端施加轴向拉力或压力，即可使万向节结构的各单节100依次连动，并使万向节结构的各相连接的单节100处于同一种配合状态，操作简单，使用方便。

如图2所示，在一个实施例中，主体1的外壁上具有环形的外定位面111，主体1内沿轴向设有球腔112和贯穿主体1的第二端并与球腔112连通的插孔121，插孔121的内壁上具有环形的内定位面122，球腔112的轴向长度大于球头2的轴向长度，以使球头2能在球腔112内轴向往复滑动；

如图4、图6、图8所示，第一单节100＇的球头2＇能轴向滑动地设于第二单节100〞的球腔112〞内，第一单节100＇的主体1＇的第一端穿过第二单节100〞的插孔121〞，且第一单节100＇的外定位面111＇位于第二单节100〞的球腔112〞外，当第一单节100＇和第二单节100〞处于第一配合状态时，第一单节100＇的外定位面111＇抵靠第二单节100〞的内定位面122〞，当第一单节100＇和第二单节100〞处于第二配合状态时，第一单节100＇的球头2＇能转动地抵靠第二单节100〞的球腔112〞的内壁面。

本实施例通过在主体1上设置能够相互配合的外定位面111和内定位面122，便于将两个单节100的主体1轴向固定(轴向定位)，结构简单，加工方便。

如图2所示，在一个实施例中，球腔112的轴向两端的内壁面分别为与插孔相邻的第一抵靠面123和与第一抵靠面123相对的第二抵靠面113，球腔112内的球头2能在第一抵靠面123和第二抵靠面113之间轴向往复滑动，如图4所示，当第一单节100＇和第二单节100〞处于第一配合状态时，第一单节100＇的球头2＇抵靠第二单节100〞的第二抵靠面113，如图6、图8所示，当第一单节100＇和第二单节100〞处于第二配合状态时，第一单节100＇的球头2＇能转动地抵靠第二单节100〞的第一抵靠面123，以沿着第二单节100〞的第一抵靠面123转动。

本实施例通过设置第二抵靠面113，并使第二抵靠面113在两个单节处于第一配合状态下时支撑球头2，能使两个单节的同轴固定状态更稳定、可靠。

如图2所示，在一个具体实施例中，第二抵靠面113为圆弧面，第二抵靠面113也可以称为球冠，第二抵靠面113的曲率半径等于球头2的半径，外定位面111和内定位面122为曲率半径相等的圆弧面，第二抵靠面113的圆心、外定位面111的圆心、内定位面122的圆心和球头2的球心均位于主体1的中心轴上，如图4所示，当第一单节100＇和第二单节100〞处于第一配合状态时，在第一单节100＇的外定位面111＇与第二单节100〞的内定位面122〞相贴合且第一单节100＇的球头2＇与第二单节100〞的第二抵靠面113〞相贴合。

因此，当对第一单节100＇或/和第二单节100〞施加朝向彼此的轴向压力时，第二单节100〞的两个圆弧面分别和第一单节100＇的两个圆弧面相贴合(相配合)，且相贴合的圆弧面的圆心都位于第一单节100＇和第二单节100〞的中心轴上，第一单节100＇的主体1＇和第二单节100〞的主体1〞在径向方向上无法相对移动，在压力作用下，第一单节100＇的主体1＇和第二单节100〞的主体1〞在轴向方向上也无法相对移动，第一单节100＇和第二单节100〞同轴固定。

本实施例采用第二单节100〞的两个圆弧面分别和第一单节100＇的两个圆弧面相贴合来将两个单节同轴固定，使两个单节的同轴固定状态更稳定、可靠。

但本发明并不以此为限，在另一个具体实施例中，外定位面111和内定位面122为锥角相等且朝主体1的第二端的方向渐扩的圆锥面，当第一单节100＇和第二单节100〞处于第一配合状态时，第一单节100＇的外定位面111＇与第二单节100〞的内定位面122〞相贴合，因此，当对第一单节100＇或/和第二单节100〞施加朝向彼此的轴向压力时，第一单节100＇的主体1＇和第二单节100〞的主体1〞的两个圆锥面相贴合，第一单节100＇的主体1＇和第二单节100〞的主体1〞在径向方向上无法相对移动，在压力作用下，第一单节100＇的主体1＇和第二单节100〞的主体1〞在轴向方向上也无法相对移动，第一单节100＇和第二单节100〞同轴固定。

本实施例采用第一单节100＇的主体1＇和第二单节100〞的主体1〞的两个圆锥面相贴合来将两个单节同轴固定，结构简单，方便加工制作。

如图2所示，进一步，第一抵靠面123为圆弧面，第一抵靠面123也可以称为球冠，第一抵靠面123的曲率半径等于球头2的半径，第一抵靠面123的圆心和球头2的球心均位于主体1的中心轴上，如图6、图8所示，当第一单节100＇和第二单节100〞处于第二配合状态时，第一单节100＇的球头2＇能转动地与第二单节100〞的第一抵靠面相贴合，第一单节100＇的主体1＇能以其连接的球头2＇的球心为转动中心相对第二单节100〞的主体1〞偏转，通过将第一抵靠面123设计为曲率半径与球头2半径相等的圆弧面，不仅使球头2的转动更平稳、灵活，而且使球头2的转动便于控制，从而使万向节结构的转向便于控制。

如图2所示，进一步，球腔112的内壁上还具有位于第一抵靠面123和第二抵靠面113之间的延伸面114，以使球腔112的轴向长度大于球头2的轴向长度。

更进一步，延伸面114为圆柱面，延伸面114的直径等于球头2的直径，第一抵靠面123和延伸面114的连接处平滑过渡，第二抵靠面113和延伸面114的连接处平滑过渡，因此延伸面114能在球头2轴向移动时对球头2起到导向作用，使球头2在球腔112内的轴向滑动更为顺畅、平稳。

如图2所示在一个具体实施例中，主体1包括壳体11和盖体12，球头2和盖体12分别可拆卸地固定连接在壳体11的轴向两端，为便于描述，设球头2和盖体12分别连接在壳体11的第一端和第二端，球头2、盖体12和壳体11同轴设置，盖体12和壳体11围成球腔112，插孔121和第一抵靠面123设于盖体12上，外定位面111设于壳体11上。本实施例通过将单节设置为分体式结构，方便装配，便于加工制作。

如图2所示，具体是，壳体11和盖体12通过第一销钉3固定连接，壳体11和球头2通过第二销钉4固定连接。

如图4所示，以第一单节100＇和第二单节100〞为例，说明万向节结构的各单节100的连接方法：

先将第一单节100＇的壳体11＇的第一端穿过第二单节100〞的盖体12〞，再将第一单节100＇的球头2＇固定在第一单节100＇的壳体11＇的第一端，此时第一单节100＇的球头2＇和壳体11＇的第二端(或者说肩部)分别位于第二单节100〞的盖体12〞的轴向两侧，然后将第一单节100＇的球头2＇由第二单节100〞的壳体11〞的第二端插入，并将第二单节100〞的盖体12〞固定在第二单节100〞的壳体11〞的第二端，此时第一单节100＇的球头2＇位于第二单节100〞的球腔112〞内，这样就将第二单节100〞连接在第一单节100＇下方，按照此顺序再将第三个单节连接在第二单节100〞下方，其余单节也按照此顺序由上至下依次连接。

如图2所示，在一个具体实施例中，插孔121的内壁上还具有环形的限位面124，如图6、图8所示，当第一单节100＇和第二单节100〞处于第二配合状态时，第一单节100＇的主体1＇能相对第二单节100〞的主体1〞偏转，且第一单节100＇的主体1＇的最大偏转位置为第一单节100＇的主体1＇抵靠第二单节100〞的限位面124〞的位置。

本实施例通过设置限位面，便于控制第一单节100＇相对于第二单节100〞的最大偏转角度，因此便于控制万向节结构的弯曲半径和弯曲程度。

如图2所示，进一步，限位面124为朝主体1的第二端的方向渐扩的锥形面，颈部116呈圆柱形，如图8所示，当第一单节100＇的主体1＇处于最大偏转位置时，第一单节100＇的颈部116＇的圆柱形外表面与第二单节100〞的锥形面相接触(为线接触)，第一单节100＇的主体1＇相对于第二单节100〞的主体1〞的中心轴的最大偏转角度β为第二单节100〞的锥形面的锥角的二分之一，因此，在制作万向节结构时，通过控制单节100的限位面124的锥角，即可实现对单节100的最大偏转角度的准确控制。

如图2所示，具体是，主体1的外壁上形成有肩部115和颈部116，肩部115和球头2分别位于颈部116的轴向两端，肩部115和球头2沿径向向外凸出于颈部116，外定位面111设于肩部115上，内定位面122和球腔112分别设于限位面124的轴向两端，插孔121的内径大于颈部116的外径，第一单节100＇的颈部116＇穿设于第二单节100〞的插孔121〞内，如图6、图8所示，当第一单节100＇和第二单节100〞处于第二配合状态时，第一单节100＇的主体1＇的最大偏转位置为第一单节100＇的颈部116＇抵靠(斜靠)第二单节100〞的限位面124〞的位置；其中，限位面124的最底端的内径为其最小内径，该最小内径小于球头2的直径，以防止球头2从球腔112内滑出。

如图2所示，进一步，插孔121的内壁上还具有环形的贴靠面125，贴靠面125位于内定位面122的外侧，或者说贴靠面125和限位面124分别位于内定位面122的轴向两端，如图8所示，当第一单节100＇的主体1＇位于最大偏转位置时，第一单节100＇的内定位面122＇与第二单节100〞的贴靠面125〞相贴合，这样能进一步提高第一单节100＇的主体1＇位于最大偏转位置时的稳定性。

如图2所示，在一个实施例中，单节100内具有轴向贯通的内流道，万向节结构的各单节100的内流道依次连通。通过在单节100内设置内流道，使万向节结构具备导流功能，能应用于需要流体通过的场合。

具体是，主体1内还设有与球腔112连通的连通孔117，连通孔117自球腔112朝主体1的第一端延伸，并贯穿球头2，插孔121、球腔112和连通孔117依次连通形成单节的内流道。

本发明还提供一种万向节结构的使用方法，其中的所述万向节结构为上述的万向节结构，万向节结构的使用方法包括：

如图4所示，通过向万向节结构施加第一方向的轴向作用力，使万向节结构的各相连接的单节100轴向相对滑动至处于第一配合状态；

如图6所示，通过向万向节结构施加第二方向的轴向作用力，使万向节结构的各相连接的单节100轴向相对滑动至处于第二配合状态，第一方向和第二方向均为轴向方向，且第一方向和第二方向的方向相反；

如图8所示，当万向节结构的各相连接的单节100处于第二配合状态时，通过向万向节结构施加第三方向的作用力，使万向节结构的各相连接的单节100相对偏转，直至万向节结构转向至朝向预设方向，第三方向和第二方向的之间夹角α为0＜α≤90°，其中第三方向是围绕第二方向360°且与第二方向呈0～90°夹角的范围内的任意方向。

本发明的万向节结构的使用方法通过对万向节结构施加作用力，使万向节结构的各单节100发生轴向相对移动，并使万向节结构的各相连接的单节100处于同一种配合状态，操作简单，使用方便。

例如，通过对万向节结构的一端施加轴向压力，使各相连接的两个单节100轴向相对移动至处于第一配合状态，通过对万向节结构的一端施加拉力，使各相连接的两个单节100轴向相对移动至处于第二配合状态。

在一种实施方式中，万向节结构的各单节100依次插接，使用时，向万向节结构的一端施加作用力，即可使万向节结构的各单节100依次连动，并使万向节结构的各相连接的单节100处于同一种配合状态，操作简单，使用方便。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (16)

1.一种万向节结构，其特征在于，所述万向节结构包括至少两个依次连接的单节，相邻的两个所述单节能轴向相对滑动地连接，相连接的两个所述单节具有同轴固定的第一配合状态和能相对偏转的第二配合状态，相连接的两个所述单节通过轴向相对滑动在所述第一配合状态和所述第二配合状态之间切换，当各相连接的所述单节均处于所述第一配合状态时，所述万向节结构伸直，当各相连接的所述单节均处于所述第二配合状态时，所述万向节结构能弯曲。

2.如权利要求1所述的万向节结构，其特征在于，所述万向节结构的各单节依次插接，所述单节包括具有轴向相对的第一端和第二端的主体和固定在所述主体的第一端的球头，设相插接的两个所述单节分别为第一单节和第二单节，所述第一单节的主体能轴向滑动地插设于所述第二单节的主体的第二端内，且所述第一单节的球头能轴向滑动地设于所述第二单节的主体内部，当所述第一单节和所述第二单节处于所述第一配合状态时，所述第一单节的主体和所述第二单节的主体同轴固定，当所述第一单节和所述第二单节处于所述第二配合状态时，所述第一单节的球头能转动地与所述第二单节的主体配合，所述第一单节的主体在其连接的球头转动时相对所述第二单节的主体偏转。

3.如权利要求2所述的万向节结构，其特征在于，所述主体的外壁上具有外定位面，所述主体内沿轴向设有球腔和贯穿所述主体的第二端并与所述球腔连通的插孔，所述插孔的内壁上具有内定位面，所述球腔的轴向长度大于所述球头的轴向长度；所述第一单节的球头能轴向滑动地设于所述第二单节的球腔内，所述第一单节的主体的第一端穿过所述第二单节的插孔，且所述第一单节的外定位面位于所述第二单节的球腔外，当所述第一单节和所述第二单节处于所述第一配合状态时，所述第一单节的外定位面抵靠所述第二单节的内定位面，当所述第一单节和所述第二单节处于所述第二配合状态时，所述第一单节的球头能转动地抵靠所述第二单节的球腔的内壁面。

4.如权利要求3所述的万向节结构，其特征在于，所述球腔的轴向两端的内壁面分别为与所述插孔相邻的第一抵靠面和与所述第一抵靠面相对的第二抵靠面，所述球腔内的球头能在所述第一抵靠面和所述第二抵靠面之间轴向往复滑动，当所述第一单节和所述第二单节处于所述第一配合状态时，所述第一单节的球头抵靠所述第二单节的第二抵靠面，当所述第一单节和所述第二单节处于所述第二配合状态时，所述第一单节的球头能转动地抵靠所述第二单节的第一抵靠面。

5.如权利要求4所述的万向节结构，其特征在于，所述第二抵靠面为圆弧面，所述第二抵靠面的曲率半径等于所述球头的半径，所述外定位面和所述内定位面为曲率半径相等的圆弧面，所述第二抵靠面的圆心、所述外定位面的圆心、所述内定位面的圆心和所述球头的球心均位于所述主体的中心轴上，当所述第一单节和所述第二单节处于所述第一配合状态时，在所述第一单节的外定位面与所述第二单节的内定位面相贴合且所述第一单节的球头与所述第二单节的第二抵靠面相贴合。

6.如权利要求4所述的万向节结构，其特征在于，所述第一抵靠面为圆弧面，所述第一抵靠面的曲率半径等于所述球头的半径，所述第一抵靠面的圆心和所述球头的球心均位于所述主体的中心轴上，当所述第一单节和所述第二单节处于所述第二配合状态时，所述第一单节的球头能转动地与所述第二单节的第一抵靠面相贴合，所述第一单节的主体能以其连接的球头的球心为转动中心相对所述第二单节的主体偏转。

7.如权利要求4所述的万向节结构，其特征在于，所述球腔的内壁上还具有位于所述第一抵靠面和所述第二抵靠面之间的延伸面。

8.如权利要求7所述的万向节结构，其特征在于，所述延伸面为圆柱面，所述延伸面的直径等于所述球头的直径，所述第一抵靠面和所述延伸面的连接处平滑过渡，所述第二抵靠面和所述延伸面的连接处平滑过渡。

9.如权利要求4所述的万向节结构，其特征在于，所述主体包括壳体和盖体，所述球头和所述盖体分别可拆卸地固定连接在所述壳体的轴向两端，所述球头、所述盖体和所述壳体同轴设置，所述盖体和所述壳体围成所述球腔，所述插孔和所述第一抵靠面设于所述盖体上，所述外定位面设于所述壳体上。

10.如权利要求3所述的万向节结构，其特征在于，所述外定位面和所述内定位面为锥角相等且朝所述主体的第二端的方向渐扩的圆锥面，当所述第一单节和所述第二单节处于所述第一配合状态时，所述第一单节的外定位面与所述第二单节的内定位面相接触。

11.如权利要求3所述的万向节结构，其特征在于，所述插孔的内壁上还具有环形的限位面，当所述第一单节和所述第二单节处于所述第二配合状态时，所述第一单节的主体的最大偏转位置为所述第一单节的主体抵靠所述第二单节的限位面的位置。

12.如权利要求11所述的万向节结构，其特征在于，所述主体的外壁上形成有肩部和颈部，所述肩部和所述球头分别位于所述颈部的轴向两端，所述肩部和所述球头沿径向向外凸出于所述颈部，所述外定位面设于所述肩部上，所述内定位面和所述球腔分别设于所述限位面的轴向两端，所述插孔的内径大于所述颈部的外径，所述第一单节的颈部穿设于所述第二单节的插孔内，当所述第一单节和所述第二单节处于所述第二配合状态时，所述第一单节的主体的最大偏转位置为其颈部抵靠所述第二单节的限位面的位置。

13.如权利要求12所述的万向节结构，其特征在于，所述限位面为朝所述主体的第二端的方向渐扩的锥形面，所述颈部呈圆柱形，所述第一单节的主体相对所述第二单节的主体的中心轴的最大偏转角度为所述限位面的锥角的二分之一。

14.如权利要求3所述的万向节结构，其特征在于，所述主体内还设有与所述球腔连通的连通孔，所述连通孔自所述球腔朝所述主体的第一端延伸，并贯穿所述球头，所述插孔、所述球腔和所述连通孔依次连通形成所述单节的轴向贯通的内流道。

15.如权利要求1至14任一项所述的万向节结构，其特征在于，所述单节内具有轴向贯通的内流道，所述万向节结构的各所述单节的内流道依次连通。

16.一种万向节结构的使用方法，其特征在于，所述万向节结构为权利要求1至15任一项所述的万向节结构，所述万向节结构的使用方法包括：

通过向所述万向节结构施加第一方向的轴向作用力，使所述万向节结构的各相连接的单节轴向相对滑动至处于所述第一配合状态；

通过向所述万向节结构施加第二方向的轴向作用力，使所述万向节结构的各相连接的单节轴向相对滑动至处于所述第二配合状态，所述第一方向和所述第二方向均为轴向方向，且所述第一方向和所述第二方向的方向相反；

当所述万向节结构的各相连接的单节处于所述第二配合状态时，通过向所述万向节结构施加第三方向的作用力，使所述万向节结构的各相连接的单节相对偏转，直至所述万向节结构转向至朝向预设方向，所述第三方向和所述第二方向的之间的夹角α为0＜α≤90°。

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