CN219472029U - 螺杆钻具传动轴机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺杆钻具传动轴机构，其涉及石油、天然气钻井技术领域，所述螺杆钻具传动轴机构包括：传动轴，所述传动轴的外侧壁上具有沿所述传动轴的轴线的周向方向延伸的第一环形凹槽；外壳，套设在所述传动轴外，所述外壳呈管状，所述外壳的内侧壁上具有沿所述传动轴的轴线的周向方向延伸的第二环形凹槽，所述第二环形凹槽的位置与所述第一环形凹槽的位置相对应；多个滚珠，其设置在所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽中，在所述滚珠的作用下，所述外壳相对所述传动轴能够绕所述传动轴的轴线转动。本申请能够解决现有螺杆钻具的传动轴机构零件数量较多且结构复杂的问题。

Description

螺杆钻具传动轴机构

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气钻井技术领域，特别涉及一种螺杆钻具传动轴机构。

背景技术

螺杆钻具是目前使用最广泛的一种井下动力钻具，50年代中期就已经开始研制螺杆钻具，不同厂家生产的传动轴总成结构基本相似，其功能就是将螺杆钻具马达转子产生的扭矩通过万向轴总成传递到传动轴上，传动轴带动钻头实现破碎岩石。传统螺杆钻具的传动轴机构主要包括传动轴、下TC动套、下TC静套、挡套、隔套、串轴承、上TC动套、上TC静套、传动轴壳体等零部件，零件数量较多，结构复杂。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种螺杆钻具传动轴机构，其能够解决现有螺杆钻具的传动轴机构零件数量较多且结构复杂的问题。

本实用新型实施例的具体技术方案是：

一种螺杆钻具传动轴机构，所述螺杆钻具传动轴机构包括：

传动轴，所述传动轴的外侧壁上具有沿所述传动轴的轴线的周向方向延伸的第一环形凹槽；

外壳，套设在所述传动轴外，所述外壳呈管状，所述外壳的内侧壁上具有沿所述传动轴的轴线的周向方向延伸的第二环形凹槽，所述第二环形凹槽的位置与所述第一环形凹槽的位置相对应；

多个滚珠，其设置在所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽中，在所述滚珠的作用下，所述外壳相对所述传动轴能够绕所述传动轴的轴线转动。

优选地，所述第一环形凹槽的壁面在所述传动轴的轴向截面上呈圆弧状。

优选地，所述第二环形凹槽的壁面在所述外壳的轴向截面上呈圆弧状。

优选地，所述外壳的侧壁上开设有安装孔，所述安装孔与所述第二环形凹槽相连通；

所述螺杆钻具传动轴机构还包括：用于对所述安装孔进行封堵的封堵件。

优选地，所述安装孔的内径大于等于所述滚珠的直径。

优选地，所述安装孔具有内螺纹；所述封堵件具有外螺纹，所述封堵件通过螺纹拧入所述安装孔。

优选地，所述封堵件通过焊接的方式固定设置在所述安装孔内。

优选地，所述第一环形凹槽为多个，多个所述第一环形凹槽沿所述传动轴的轴线方向排列设置；所述第二环形凹槽的数量与所述第一环形凹槽相同，多个所述第二环形凹槽沿所述传动轴的轴线方向排列设置，其与所述第一环形凹槽的位置一一对应。

优选地，所述第一环形凹槽形成的平面与所述传动轴的轴线相垂直。

优选地，所述传动轴与所述外壳之间间隙配合。

本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：

本申请中的螺杆钻具传动轴机构直接将外壳套设在所述传动轴外，并在所述传动轴的外侧壁上开设第一环形凹槽，外壳的内侧壁上开设与第一环形凹槽相对应的第二环形凹槽，并且在所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽中设置多个滚珠，通过滚珠的作用下，所述外壳相对所述传动轴能够绕所述传动轴的轴线转动。在上述结构中，传动轴与外壳之间不需要安装独立的轴承，这样有效减少了螺杆钻具传动轴机构的零件数量，也使得螺杆钻具传动轴机构的结构更为精简。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型实施例中螺杆钻具传动轴机构的剖面示意图。

以上附图的附图标记：

1、传动轴；11、第一环形凹槽；12、第二流道；2、外壳；21、第二环形凹槽；22、安装孔；3、滚珠；4、第一套体；5、第二套体；6、封堵件；7、水帽；71、第一流道；72、开孔。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够解决现有螺杆钻具的传动轴1机构零件数量较多且结构复杂的问题，在本申请中提出了一种螺杆钻具传动轴机构，图1为本实用新型实施例中螺杆钻具传动轴机构的剖面示意图，如图1所示，螺杆钻具传动轴机构可以包括：传动轴1、外壳2以及多个滚珠3。其中，传动轴1具有沿竖直方向延伸的轴线，传动轴1自身沿其轴线方向延伸。传动轴1的外侧壁上具有沿传动轴1的轴线的周向方向延伸的第一环形凹槽11。在具有第一环形凹槽11的部分处，传动轴1的径向横截面呈圆形。

如图1所示，外壳2套设在传动轴1外，外壳2呈管状。传动轴1与外壳2之间可以采用间隙配合，从而确保外壳2相对传动轴1进行转动时的顺滑性。

如图1所示，外壳2的内侧壁在径向横截面上呈圆形。外壳2的内侧壁上具有沿传动轴1的轴线的周向方向延伸的第二环形凹槽21，第二环形凹槽21的位置与第一环形凹槽11的位置相对应。

如图1所示，在第二环形凹槽21的位置与第一环形凹槽11的位置相对应时，多个滚珠3设置在第一环形凹槽11与第二环形凹槽21中，滚珠3的外侧能够与第二环形凹槽21的底部接触，滚珠3的内侧能够与第一环形凹槽11的底部接触。在滚珠3的作用下，外壳2相对传动轴1能够绕传动轴1的轴线转动。

为了提高滚珠3能够与第一环形凹槽11接触的区域，作为可行的，第一环形凹槽11的壁面在传动轴1的轴向截面上呈圆弧状。同理，为了提高滚珠3能够与第二环形凹槽21接触的区域，作为可行的，第二环形凹槽21的壁面在传动轴1的轴向截面上呈圆弧状。通过上述结构滚珠3不仅能够与第一环形凹槽11、第二环形凹槽21的底部相接触，还能够与第一环形凹槽11、第二环形凹槽21的侧方的内壁面相接触。

为了提高传动轴1与外壳2之间的稳定性，如图1所示，第一环形凹槽11可以为多个，多个第一环形凹槽11沿传动轴1的轴线方向排列设置。同样的，第二环形凹槽21的数量与第一环形凹槽11相同，多个第二环形凹槽21沿传动轴1的轴线方向排列设置，其与第一环形凹槽11的位置一一对应。每一个第一环形凹槽11与相对应的第二环形凹槽21中均设置有多个滚珠3。

为了避免外壳2相对传动轴1进行转动时对传动轴1产生沿传动轴1的轴线方向的压力，如图1所示，第一环形凹槽11形成的平面与传动轴1的轴线相垂直。当然，相对应的，第二环形凹槽21形成的平面与传动轴1的轴线相垂直。

为了防止滚珠3从第一环形凹槽11、第二环形凹槽21中掉落出来，如图1所示，外壳2的内侧壁与传动轴1的外侧壁之间的间隙小于滚珠3的直径。因此，为了将滚珠3安装至第一环形凹槽11与第二环形凹槽21中，如图1所示，外壳2的侧壁上开设有安装孔22，安装孔22贯穿外壳2的侧壁，安装孔22与第二环形凹槽21相连通。安装孔22可以沿径向方向延伸。安装孔22的内径大于等于滚珠3的直径。滚珠3可以通过安装孔22安装入第一环形凹槽11与第二环形凹槽21中。螺杆钻具传动轴机构还可以包括：用于对安装孔22进行封堵的封堵件6。当滚珠3通过安装孔22安装入第一环形凹槽11与第二环形凹槽21中后，利用封堵件6将安装孔22进行封堵，以防止滚珠3掉落出来。

在一种可行的实施方式中，安装孔22具有内螺纹；封堵件6具有外螺纹，封堵件6通过螺纹拧入安装孔22，从而实现封堵件6的固定。在另一种可行的实施方式中，封堵件6通过焊接的方式固定设置在安装孔22内。

作为可行的，如图1所示，螺杆钻具传动轴机构还可以包括设置在传动轴1和外壳2之间的呈圆筒状的第一套体4和第二套体5。在传动轴1的轴线方向上，第一环形凹槽11与第二环形凹槽21位于第一套体4和第二套体5之间。第一套体4由金刚石复合片制成，第二套体5由金刚石复合片制成。第一套体4和第二套体5可以起到对第一环形凹槽11和第二环形凹槽21内填充的润滑物质起到限位封堵作用，防止其流失，也可以起到防止外界杂质进入到第一环形凹槽11和第二环形凹槽21内的目的。

如图1所示，螺杆钻具传动轴机构还可以包括：水帽7，水帽7通过螺纹连接的方式在传动轴1的上端。水帽7上具有第一流道71，第一流道71沿传动轴1的轴线延伸。传动轴1的内部具有第二流道12，第二流道12沿传动轴1的轴线延伸。当水帽7通过螺纹连接的方式在传动轴1的上端时，第一流道71和第二流道12相连通。水帽7的侧壁上还具有沿径向方向延伸的开孔72，开孔72与第一流道71相连通，为多个，其沿水帽7的周向方向排列设置。

本申请中的螺杆钻具传动轴机构直接将外壳2套设在传动轴1外，并在传动轴1的外侧壁上开设第一环形凹槽11，外壳2的内侧壁上开设与第一环形凹槽11相对应的第二环形凹槽21，并且在第一环形凹槽11与第二环形凹槽21中设置多个滚珠3，通过滚珠3的作用下，外壳2相对传动轴1能够绕传动轴1的轴线转动。在上述结构中，传动轴1与外壳2之间不需要安装独立的轴承，这样有效减少了螺杆钻具传动轴机构的零件数量，也使得螺杆钻具传动轴机构的结构更为精简。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

以上仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种螺杆钻具传动轴机构，其特征在于，所述螺杆钻具传动轴机构包括：

传动轴，所述传动轴的外侧壁上具有沿所述传动轴的轴线的周向方向延伸的第一环形凹槽；

外壳，套设在所述传动轴外，所述外壳呈管状，所述外壳的内侧壁上具有沿所述传动轴的轴线的周向方向延伸的第二环形凹槽，所述第二环形凹槽的位置与所述第一环形凹槽的位置相对应；

多个滚珠，其设置在所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽中，在所述滚珠的作用下，所述外壳相对所述传动轴能够绕所述传动轴的轴线转动。

2.根据权利要求1所述的螺杆钻具传动轴机构，其特征在于，所述第一环形凹槽的壁面在所述传动轴的轴向截面上呈圆弧状；所述第二环形凹槽的壁面在所述外壳的轴向截面上呈圆弧状。

3.根据权利要求1所述的螺杆钻具传动轴机构，其特征在于，所述螺杆钻具传动轴机构还包括设置在所述传动轴和所述外壳之间的呈圆筒状的第一套体和第二套体：在所述传动轴的轴线方向上，所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽位于所述第一套体和所述第二套体之间；所述第一套体由金刚石复合片制成，所述第二套体由金刚石复合片制成。

4.根据权利要求1所述的螺杆钻具传动轴机构，其特征在于，所述外壳的侧壁上开设有安装孔，所述安装孔与所述第二环形凹槽相连通；

所述螺杆钻具传动轴机构还包括：用于对所述安装孔进行封堵的封堵件。

5.根据权利要求4所述的螺杆钻具传动轴机构，其特征在于，所述安装孔的内径大于等于所述滚珠的直径。

6.根据权利要求4所述的螺杆钻具传动轴机构，其特征在于，所述安装孔具有内螺纹；所述封堵件具有外螺纹，所述封堵件通过螺纹拧入所述安装孔。

7.根据权利要求4所述的螺杆钻具传动轴机构，其特征在于，所述封堵件通过焊接的方式固定设置在所述安装孔内。

8.根据权利要求1所述的螺杆钻具传动轴机构，其特征在于，所述第一环形凹槽为多个，多个所述第一环形凹槽沿所述传动轴的轴线方向排列设置；所述第二环形凹槽的数量与所述第一环形凹槽相同，多个所述第二环形凹槽沿所述传动轴的轴线方向排列设置，其与所述第一环形凹槽的位置一一对应。

9.根据权利要求1所述的螺杆钻具传动轴机构，其特征在于，所述第一环形凹槽形成的平面与所述传动轴的轴线相垂直。

10.根据权利要求1所述的螺杆钻具传动轴机构，其特征在于，所述传动轴与所述外壳之间间隙配合。