CN212898298U - 一种螺杆钻具万向轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油、地质勘探行业钻井机械的技术领域，具体说是一种螺杆钻具万向轴。包括轴杆、设置在轴杆端部的连接件，轴杆端部的圆周面上均匀分布多个齿凸，齿凸的咬合面上均设置有半圆形滑槽，滑槽中安装有传动体，传动体是截面为半圆形的柱状体；连接件是套装在轴杆端部的轴套，所述轴套的内壁上设置有匹配齿凸的多个均匀分布的挡块。该万向轴采用半圆形柱体结构的传动体，使用过程中传动体只受到挤压力而不承受剪切力，使用寿命长；同时，可转动的传动体可以动态补偿轴杆与轴套之间的间隙，使其在运转过程中始终保持紧密接触，减小冲击力的影响，延长使用寿命。

Description

一种螺杆钻具万向轴

技术领域

本实用新型涉及石油、地质勘探行业钻井机械的技术领域，具体说是一种螺杆钻具万向轴。

背景技术

石油、地质勘探行业普遍使用的螺杆钻具通常通过万向轴来传递力矩和转速，现有的各种结构形式的万向轴均存在配件的间隙大、局部磨损严重、寿命短等缺陷。例如，常见的花瓣式万向轴，利用花瓣齿相互咬合传递扭矩，由于花瓣齿暴露在外，经常受到泥沙的侵蚀，影响整体的使用寿命；另外一些万向轴由于活动部件的间隙较大，工作过程中零部件受到冲击力大，容易损坏。本人申请的另一中国专利201720000394X公开了一种《螺杆钻具用球铰式万向轴》，包括轴杆、设置在轴杆两端的球轴组件，球轴组件包括套装在轴杆上的轴外壳、设置在轴杆与轴外壳之间的滚柱，滚柱由球面柱和固定连接在球面柱上的半球头构成；轴杆的外圆周面上设置有匹配球面柱的凹坑。该万向轴的滚柱等活动件都位于轴外壳的内腔中，配合双层胶套的密封措施，可以很好地避免泥沙侵蚀，可以大幅度提高使用寿命，同时由于运动间隙减小，还可以有效提高扭矩传递效率。但是，这种万向轴在工作过程中，构成滚柱的球面柱和半球头的受力方向相反，使滚柱受到较大的剪切力，一旦滚柱因剪切力产生裂纹就会造成整个万向轴或者螺杆钻具报废。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述缺陷和不足，提供一种结构紧凑、传动体不受剪切力影响、使用寿命长的螺杆钻具万向轴。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型所述一种螺杆钻具万向轴包括轴杆、设置在轴杆端部的连接件，所述轴杆端部的圆周面上均匀分布多个齿凸，所述多个齿凸的咬合面上均设置有滑槽，所述滑槽是垂直于轴杆中轴线的半圆形凹槽，所述滑槽中安装有传动体，所述传动体是截面为半圆形的柱状体；所述连接件是套装在轴杆端部的轴套，所述轴套的内壁上设置有匹配齿凸的多个均匀分布的挡块；所述挡块的侧面设置有匹配齿凸咬合面的挡块立面。

所述齿凸的咬合面是位于齿凸一侧、平行于轴杆中轴线的平面，在齿凸的根部设有垂直于咬合面的平台，所述平台上设置有传动体安装槽，所述传动体安装槽的上端对接滑槽使传动体的底部位于传动体安装槽中。

所述传动体包括底面、顶面、垂直于底面的侧平面、垂直于底面的侧弧面，所述侧平面是与轴杆中轴线顺向的矩形平面，所述侧弧面是匹配滑槽的半圆形弧面，所述顶面是球冠面，侧弧面的两侧与侧平面的两侧连接构成半圆形柱状体的侧面，顶面和底面分别连接在半圆形柱状体的侧面的上、下两端。

所述连接件的一端套装在轴杆端部，连接件的另一端带有锥状外螺纹接头。

所述连接件的一端套装在轴杆端部，连接件的另一端带有内螺纹接头。

所述轴杆顶端设置有球冠安装孔，所述球冠安装孔是与轴杆同轴的圆柱状盲孔，所述球冠底面的中心处设置有插装在球冠安装孔中的球冠连杆，所述球冠连杆是匹配球冠安装孔的圆柱体；所述轴套内腔的底部设置有匹配球冠的可拆卸式球窝。

由于采用了上述结构，该万向轴采用半圆形柱体结构的传动体，使用过程中传动体只受到挤压力而不承受剪切力，有利于延长使用寿命；同时，可转动的传动体可以动态补偿轴杆与轴套之间的间隙，使其在运转过程中始终保持紧密接触，减小冲击力的影响，延长使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的剖视结构示意图。

图2是图1实施例的外观示意图。

图3是轴杆的立体结构示意图。

图4是传动体的立体结构示意图。

图5是连接件的立体结构示意图。

图6是连接件的的剖视图。

图7是图2的B-B剖视图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型所述一种螺杆钻具万向轴包括轴杆1、设置在轴杆1端部的连接件。如图3所示，所述轴杆1端部的圆周面上均匀分布多个齿凸3，齿凸3的数量可以是3个，也可以是4个、5个或者更多，各齿凸3环绕轴杆1的轴线均匀分布，形成类似齿轮的结构，并且各齿凸3的同一侧面均带有一个用于与其他齿状零件啮合的咬合面；所述多个齿凸3的咬合面上均设置有滑槽2，所述滑槽2是垂直于轴杆1中轴线的半圆形凹槽，所述滑槽2中安装有传动体6，如图4所示，所述传动体6是截面为半圆形的柱状体，所述传动体6包括底面61、顶面64、垂直于底面61的侧平面62、垂直于底面61的侧弧面63，所述侧平面62是与轴杆1中轴线顺向的矩形平面，所述侧弧面63是匹配滑槽2的半圆形弧面，所述顶面64是球冠面，侧弧面63的两侧与侧平面62的两侧连接构成半圆形柱状体的侧面，顶面64和底面61分别连接在半圆形柱状体的侧面的上、下两端；如图3所示，安装在滑槽2中的时候，传动体6的侧弧面63紧贴滑槽2，侧弧面63的弧度与滑槽2的弧度一直，使传动体6可以在滑槽2中顺着滑槽2的弧度方向滑动，传动体6的底面61朝向内侧紧贴齿凸3的根部、顶面64朝向外侧并与齿凸3的外侧面位于同一个圆球面上。

如图5、图6所示，所述连接件是套装在轴杆1端部的轴套4，所述轴套4的内壁上设置有匹配齿凸3的多个均匀分布的挡块5；所述挡块5的侧面设置有匹配齿凸3咬合面的挡块立面51。该挡块5与轴套4为一体化结构，可以采用如图5所示的直角三角形结构，其中径向设置的挡块立面51与齿凸3的咬合面配合，使挡块5与齿凸3形成啮合结构，轴套4旋转的时候，轴套4上的挡块5推动齿凸3、从而推动轴杆1旋转，如图7所示。

作为本实用新型的进一步改进，所述齿凸3的咬合面是位于齿凸3一侧、平行于轴杆1中轴线的平面，在齿凸3的根部设有垂直于咬合面的平台7，平台7也是平面，该平台7匹配轴套4中的挡块5上垂直于挡块立面51的另一平面；所述平台7上设置有传动体安装槽8，该传动体安装槽8可以采用采用如图3所示的圆柱状结构，也可以采用面积略大于传动体6底面的半圆形柱体结构，只要满足传动体6可以在传动体安装槽8中绕其圆心适当摆动一定角度即可。所述传动体安装槽8的上端对接滑槽2使传动体6的底部位于传动体安装槽8中。传动体6侧弧面63的幅度略大于滑槽2，传动体6安装在滑槽2中的时候，其两端略突出于滑槽2、用于弥补齿凸3的咬合面与挡块立面51之间的间隙。螺杆钻具在实际使用中，作为万向轴的轴套4和轴杆1的轴线夹角不停地产生小幅度的变化，引起齿凸3的咬合面与挡块立面51之间的间隙的变化，使传动体6在传递动力的同时绕传动体安装槽8的圆心摆动，传动体6始终夹在咬合面与挡块立面51之间，起到缓冲作用，减缓齿凸3与挡块5之间的冲击力，有效延长使用寿命。

当然，所述连接件可用于内螺纹连接，也可用于外螺纹连接。如图5、6所示，所述连接件的一端套装在轴杆1端部，连接件的另一端带有锥状外螺纹接头41，锥状外螺纹接头41可以用于连接另一带有内螺纹接头的杆件。

作为本实用新型的另一实施例，如图1、图2右端所示，所述连接件的一端套装在轴杆1端部，连接件的另一端带有内螺纹接头42，该内螺纹接头42可用于连接另一带有外螺纹的杆件。

作为本实用新型的进一步改进，所述轴杆1顶端设置有球冠安装孔，所述球冠安装孔是与轴杆1同轴的圆柱状盲孔，所述球冠9底面的中心处设置有插装在球冠安装孔中的球冠连杆91，所述球冠连杆91是匹配球冠安装孔的圆柱体；所述轴套4内腔的底部设置有匹配球冠9的可拆卸式球窝92。可拆卸式球窝92配合球冠9可以减小轴杆1顶端的磨损，同时在球冠或者球窝磨损以后方便更换，降低维修成本。

为了实现较好的密封效果，如图1、图2所示，在轴杆1上套装有密封套19，可以避免泥沙进入轴套4的衔接处。

Claims (6)

1.一种螺杆钻具万向轴，包括轴杆（1）、设置在轴杆（1）端部的连接件，其特征在于：所述轴杆（1）端部的圆周面上均匀分布多个齿凸（3），所述多个齿凸（3）的咬合面上均设置有滑槽（2），所述滑槽（2）是垂直于轴杆（1）中轴线的半圆形凹槽，所述滑槽（2）中安装有传动体（6），所述传动体（6）是截面为半圆形的柱状体；所述连接件是套装在轴杆（1）端部的轴套（4），所述轴套（4）的内壁上设置有匹配齿凸（3）的多个均匀分布的挡块（5）；所述挡块（5）的侧面设置有匹配齿凸（3）咬合面的挡块立面（51）。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具万向轴，其特征在于：所述齿凸（3）的咬合面是位于齿凸（3）一侧、平行于轴杆（1）中轴线的平面，在齿凸（3）的根部设有垂直于咬合面的平台（7），所述平台（7）上设置有传动体安装槽（8），所述传动体安装槽（8）的上端对接滑槽（2）使传动体（6）的底部位于传动体安装槽（8）中。

3.根据权利要求1或2所述的一种螺杆钻具万向轴，其特征在于：所述传动体（6）包括底面（61）、顶面（64）、垂直于底面（61）的侧平面（62）、垂直于底面（61）的侧弧面（63），所述侧平面（62）是与轴杆（1）中轴线顺向的矩形平面，所述侧弧面（63）是匹配滑槽（2）的半圆形弧面，所述顶面（64）是球冠面，侧弧面（63）的两侧与侧平面（62）的两侧连接构成半圆形柱状体的侧面，顶面（64）和底面（61）分别连接在半圆形柱状体的侧面的上、下两端。

4.根据权利要求1或2所述的一种螺杆钻具万向轴，其特征在于：所述连接件的一端套装在轴杆（1）端部，连接件的另一端带有锥状外螺纹接头（41）。

5.根据权利要求1或2所述的一种螺杆钻具万向轴，其特征在于：所述连接件的一端套装在轴杆（1）端部，连接件的另一端带有内螺纹接头（42）。

6.根据权利要求1或2所述的一种螺杆钻具万向轴，其特征在于：所述轴杆（1）顶端设置有球冠安装孔，所述球冠安装孔是与轴杆（1）同轴的圆柱状盲孔，所述球冠（9）底面的中心处设置有插装在球冠安装孔中的球冠连杆（91），所述球冠连杆（91）是匹配球冠安装孔的圆柱体；所述轴套（4）内腔的底部设置有匹配球冠（9）的可拆卸式球窝（92）。

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