CN207485378U - 一种新型万向轴及螺杆钻具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种新型万向轴,包括活铰、连杆、连体水帽及球柱型铰接结构,所述活铰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,所述连体水帽上端通过球柱型铰接结构与连杆相连,下端内螺纹与传动轴连接。相应地,本申请还提供了一种螺杆钻具,使用如上述的新型万向轴。本实用新型以球柱为承载部件,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;本实用新型减少了一个活铰接头,降低了加工成本,优化去除一螺纹连接处,降低了安全风险点。
Description
技术领域
本实用新型应用于石油钻井技术领域,尤其涉及一种新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。
另外,现有技术多数都是在连杆下端与活铰连接,活铰再以螺纹形式连接水帽,这种结构繁琐,成本高且安全风险点多。
鉴于此,本实用新型提供一种新型万向轴及螺杆钻具。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种新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。
为实现本实用新型的目的,本实用新型提供了一种新型万向轴,包括活铰11、连杆4、连体水帽1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8型铰接结构与连杆4相连,所述连体水帽1上端通过球柱型铰接结构与连杆4相连,下端内螺纹与传动轴连接。
优选地,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或连体水帽1凹槽中,下半部分坐卧连杆4凹槽内。
优选地,所述球柱8球型半径SR=20-26mm。
优选地,所述球头9与球座10接触面为半球型,其半径SR=25-35mm。
优选地,所述球头9与球座10接触面为半球型,其半径SR=30mm。
优选地,所述球头9和球座10材质采用硬质铜合金。
相应地,本申请还提供了一种螺杆钻具,使用如上述的新型万向轴。
与现有技术比较,本实用新型的有益效果为,本实用新型以球柱为承载部件,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;本实用新型减少了一个活铰接头,降低了加工成本,优化去除一螺纹连接处,降低了安全风险点,从而解决了现有技术结构繁琐,成本高且安全风险点多的问题,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实用新型作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
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。
如图1-图3所示,本实用新型提供了一种新型万向轴,包括活铰11、连杆4、连体水帽1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8型铰接结构与连杆4相连,所述连体水帽1上端通过球柱型铰接结构与连杆4相连,下端内螺纹与传动轴连接。
优选地,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或连体水帽1凹槽中,下半部分坐卧连杆4凹槽内;下半部分坐卧连杆4凹槽内,球头9上端与连杆4接触下端通过球座10与连体水帽1或活铰11内孔相连;橡胶护套5上端通过喉箍3固定在连杆环槽内,其内部包裹着压环7,外部设置了左锁紧压盖2,左锁紧压盖2通过螺纹连接形式与连体水帽1连接,并通过橡胶护套5将球柱8、球头9、球座10、压环7锁紧于连体水帽1内部,并保证连杆4与连体水帽1通过其铰接结构在周向可以保持一定角度自由活动。
优选地,所述球柱8球型半径SR=20-26mm。
优选地,所述球头9与球座10接触面为半球型,其半径SR=25-35mm。
优选地,所述球头9与球座10接触面为半球型,其半径SR=30mm。
优选地,所述球头9和球座10材质采用硬质铜合金。
与现有技术比较,本实用新型的有益效果为,本实用新型以球柱为承载部件,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;本实用新型减少了一个活铰接头,降低了加工成本,优化去除一螺纹连接处,降低了安全风险点,从而解决了现有技术结构繁琐,成本高且安全风险点多的问题,延长了产品寿命及钻井安全提高钻井效率。
如图4所示,相应地,本申请还提供了一种螺杆钻具,使用如上述的新型万向轴。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种新型万向轴,其特征在于,包括活铰(11)、连杆(4)、连体水帽(1)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(8)型铰接结构与连杆(4)相连,所述连体水帽(1)上端通过球柱型铰接结构与连杆(4)相连,下端内螺纹与传动轴连接。
2.根据权利要求1所述的新型万向轴,其特征在于,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)或连体水帽(1)凹槽中,下半部分坐卧连杆(4)凹槽内。
3.根据权利要求2所述的新型万向轴,其特征在于,所述球柱(8)球型半径SR=20-26mm。
4.根据权利要求2所述的新型万向轴,其特征在于,所述球头(9)与球座(10)接触面为半球型,其半径SR=25-35mm。
5.根据权利要求4所述的新型万向轴,其特征在于,所述球头(9)与球座(10)接触面为半球型,其半径SR=30mm。
6.根据权利要求1所述的新型万向轴,其特征在于,所述球头(9)和球座(10)材质采用硬质铜合金。
7.一种螺杆钻具,其特征在于,使用如权利要求1所述的新型万向轴。
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