本發(fā)明涉及石油鉆井領(lǐng)域,適用于石油pdc鉆頭鉆井的一種設(shè)備。
背景技術(shù):
石油鉆井過(guò)程中經(jīng)常會(huì)鉆遇各向異性或硬質(zhì)夾雜的地層,常引起鉆進(jìn)系統(tǒng)的粘滑、脫壓、跳鉆、崩齒和斷刀等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了鉆進(jìn)進(jìn)度、質(zhì)量控制。隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展深入,鉆井進(jìn)度、質(zhì)量控制的技術(shù)要求與成本控制的矛盾日益突出,迫切需要一種能夠在惡劣工作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)可靠、平穩(wěn)、高效的鉆進(jìn)技術(shù)設(shè)備。
申請(qǐng)?zhí)枮閏n201610099208.2的發(fā)明創(chuàng)造中公開(kāi)了一種吸震式高頻扭力沖擊器。該沖擊器主要應(yīng)用于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種吸震式高頻扭力沖擊器。該發(fā)明沖擊頻率較其它鉆具至少提升1倍,來(lái)自鉆柱軸向震動(dòng)被安裝在鉆具底部的碟簧組吸收,全面保護(hù)pdc鉆頭的切削齒。
申請(qǐng)?zhí)枮閏n201511028393.8的發(fā)明創(chuàng)造中公開(kāi)了一種氣驅(qū)液自循環(huán)的氣體鉆井螺桿鉆具。該鉆具是一種用于氣體鉆井技術(shù)鉆定向井、水平井和大斜度井,利用氣驅(qū)液自循環(huán),能夠平穩(wěn)輸出扭矩的氣體鉆井螺桿鉆具;包括從上至下依次連接的馬達(dá)總成、萬(wàn)向軸總成和傳動(dòng)軸總成。該發(fā)明具有平穩(wěn)輸出扭矩、延長(zhǎng)鉆具使用壽命的效能。
《石油機(jī)械》2013.42的文獻(xiàn)報(bào)道sltit型扭轉(zhuǎn)沖擊鉆井提速工具消除pdc鉆頭卡滑現(xiàn)象、提高難鉆地層機(jī)械鉆速。該工具與pdc鉆頭配合使用,形成一種新的鉆井工程提速技術(shù),在縮短鉆井周期的同時(shí),還能夠穩(wěn)定鉆進(jìn)過(guò)程,延長(zhǎng)鉆具壽命。采用流體動(dòng)力學(xué)理論、3d虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)與試驗(yàn)研究相結(jié)合的研制方法,提速工具室內(nèi)試驗(yàn)壽命>150h。
《石油鉆探技術(shù)》2015.1文獻(xiàn)分別報(bào)道當(dāng)前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的三種提速技術(shù):液動(dòng)旋沖提速工具、螺桿或渦輪馬達(dá)鉆具以及氣體鉆井技術(shù)。
上述鉆具專(zhuān)利技術(shù)都具有較好鉆井提速的應(yīng)用效果,但是需要泥漿泵或氣體泵的動(dòng)力支援,一方面能耗較大;另一方面對(duì)于深井鉆進(jìn)力不從心或無(wú)流體循環(huán)的鉆孔不適用。上述文獻(xiàn)數(shù)據(jù)檢索,未見(jiàn)到不依賴(lài)流體動(dòng)力的慣性約束鉆進(jìn)裝置的文獻(xiàn)報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的依賴(lài)流體循環(huán)動(dòng)力、和能耗較大的不足,本發(fā)明提出了一種伴隨pdc鉆頭的慣性約束誘導(dǎo)鉆進(jìn)裝置。
本發(fā)明包括太陽(yáng)輪輸入軸、慣性雙聯(lián)齒圈、行星齒輪、端面壓力軸承、行星架輸出軸、行星架、行星齒輪軸、小滑動(dòng)軸瓦和多頭扭轉(zhuǎn)彈簧。其中:所述行星架套裝在所述太陽(yáng)輪輸入軸的外圓周表面,小滑動(dòng)軸瓦套裝在該太陽(yáng)輪輸入軸的圓周表面;4根行星齒輪軸均布在該行星架的表面;8個(gè)行星齒輪均分為2組,并使所述2組行星齒輪軸向排列的套裝在所述各行星齒輪軸上,其中第一組行星齒輪靠近所述太陽(yáng)輪輸入軸連接鉆鋌端;所述第一組行星齒輪的端面與所述太陽(yáng)輪輸入軸一端臺(tái)階的內(nèi)端面通過(guò)端面壓力軸承貼合。
所述行星架輸出軸套裝在所述太陽(yáng)輪輸入軸的外圓周表面,并使該行星架輸出軸的內(nèi)端面與所述行星架的外端面貼合。
所述慣性雙聯(lián)齒圈的一端套裝在所述太陽(yáng)輪輸入軸連接鉆鋌一端的外圓周表面,該慣性雙聯(lián)齒圈的另一端套裝在所述行星架輸出軸的外圓周表面,并使該慣性雙聯(lián)齒圈中部的內(nèi)表面與所述行星齒輪的外圓周表面之間嚙合;所述慣性雙聯(lián)齒圈的內(nèi)表面與太陽(yáng)輪輸入軸的外表面之間腔內(nèi)周有大滑動(dòng)軸瓦。
所述多頭扭轉(zhuǎn)彈簧為彈性牽連約束的多頭扭轉(zhuǎn)彈簧,該多頭扭轉(zhuǎn)彈簧套裝在所述述行星架輸出軸的外圓周表面,并使該多頭扭轉(zhuǎn)彈簧的內(nèi)端面與所述慣性雙聯(lián)齒圈的外端面嵌合,該多頭扭轉(zhuǎn)彈簧的外端的端面通過(guò)固定螺栓與所述行星架輸出軸的外端端面固緊。
所述太陽(yáng)輪輸入軸的一端的外圓周表面為等徑段,另一端的外圓周表面為多級(jí)的臺(tái)階狀,其中的第一級(jí)臺(tái)階的圓周表面為第一組行星齒輪的配合表面,第二級(jí)臺(tái)階的圓周表面為端面壓力軸承的安裝面,第三級(jí)臺(tái)階的圓周表面為慣性雙聯(lián)齒圈的安裝面,并且在所述第三級(jí)臺(tái)階的圓周表面有徑向凸出的凸臺(tái),用于該慣性雙聯(lián)齒圈的軸向定位。所述太陽(yáng)輪輸入軸等徑段的外徑與行星架的內(nèi)徑相同,并使該太陽(yáng)輪輸入軸等徑段與所述第一級(jí)臺(tái)階表面之間階梯差的端面成為該行星架的軸向定位面;所述第三級(jí)臺(tái)階的外徑與所述行星架輸出軸的最大外徑相同。
所述行星架輸出軸內(nèi)端的端面均布有用于安裝所述行星架的銷(xiāo)孔。該行星架輸出軸外端的內(nèi)表面為用于連接鉆頭的螺紋面。該行星架輸出軸內(nèi)端的內(nèi)表面為等徑段,該等徑段的內(nèi)徑與所述太陽(yáng)輪輸入軸的外徑相同,使該行星架輸出軸與所述太陽(yáng)輪輸入軸間隙配合。所述行星架輸出軸內(nèi)表面中段的內(nèi)徑與所述裝配螺母的外徑相同,使該行星架輸出軸與所述裝配螺母間隙配合。該行星架中段的外表面直徑最小,并且該中段與兩端的外表面均以斜面過(guò)渡,在該中段形成了所述行星架輸出軸外表面與多頭扭轉(zhuǎn)彈簧內(nèi)表面的配合間隙,作為該多頭扭轉(zhuǎn)彈簧的變形空間;該行星架輸出軸內(nèi)端的外圓周表面為階梯面,用于安裝所述慣性雙聯(lián)齒圈。所述多頭扭轉(zhuǎn)彈簧套裝在行星架輸出軸的外圓周表面。
所述行星齒輪的模數(shù)為1.0~5.0。
所述慣性雙聯(lián)齒圈的內(nèi)圓周表面軸向排列有2組與所述行星齒輪嚙合的直齒面。所述慣性雙聯(lián)齒圈一端的內(nèi)圓周表面與所述太陽(yáng)輪輸入軸一端外圓周上的臺(tái)階面配合,另一端的內(nèi)圓周表面與行星架輸出軸外圓周上的臺(tái)階面配合。在該慣性雙聯(lián)齒圈與行星架輸出軸配合一端的端面均布有凹槽,用于與多頭扭轉(zhuǎn)彈簧的端面嵌合連接。
在所述太陽(yáng)輪輸入軸的尾端按裝有裝配螺母;該裝配螺母套裝在所述太陽(yáng)輪輸入軸的外圓周表面,并處于該太陽(yáng)輪輸入軸的外圓周表面與行星架輸出軸的內(nèi)圓周表面之間。
所述行星架為中空回轉(zhuǎn)體。在該行星架的殼體上均布有行星齒輪的安裝孔。在所述行星架兩端端面上均布有四個(gè)用于安裝各行星架輸出軸的軸孔;所述的軸孔均分別與各所述的矩形通孔的兩端貫通,并使分別位于行星架兩端端面上的相互對(duì)應(yīng)的通孔同心。在該行星架一端端面的內(nèi)緣處有軸向突出的環(huán)形凸臺(tái),該凸臺(tái)為止口。
所述行星架的外徑小于所述慣性雙聯(lián)齒圈的內(nèi)徑,所述行星架的內(nèi)徑比太陽(yáng)輪輸入軸的外徑大3~8mm。
本發(fā)明是在行星輪減速器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上完成的。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)由五部分組成:第一部分是組裝行星架輸出部件:八個(gè)行星齒輪通過(guò)4個(gè)行星齒輪軸固定在行星架輸出軸,形成了行星架輸出部件;第二部分是在太陽(yáng)輪輸入軸上裝大滑動(dòng)軸瓦,并套裝彈性牽連的慣性雙聯(lián)齒圈,保證慣性雙聯(lián)齒圈的內(nèi)環(huán)端面與大滑動(dòng)軸瓦處于過(guò)渡配合;第三部分是在太陽(yáng)輪輸入軸上安裝小滑動(dòng)軸瓦和端面軸承,然后在太陽(yáng)輪軸和慣性雙聯(lián)齒圈之間填裝行星架輸出軸部件,保證太陽(yáng)齒輪、行星齒輪與內(nèi)聯(lián)齒輪相互嚙合,以及小滑動(dòng)軸瓦與星架輸出軸部件的過(guò)渡配合,并通過(guò)太陽(yáng)輪輸入軸端部的裝配螺母鎖緊行星架輸出軸部件,還要加裝防退螺栓確保鎖緊可靠;第四部分是在星架輸出軸部件安裝另一端的大滑動(dòng)軸瓦,并在外部套裝彈性牽連約束的多頭扭轉(zhuǎn)彈簧,使得其端部的牽連槽與彈性牽連慣性雙聯(lián)齒圈的端部牽連槽相互配合,形成慣性扭轉(zhuǎn)牽連機(jī)構(gòu);第五部分是在多頭扭轉(zhuǎn)彈簧與行星架輸出軸部件配合的端部,用4個(gè)固定螺拴約束鎖錠多頭扭轉(zhuǎn)彈簧的另一端,則結(jié)構(gòu)裝配完成。
針對(duì)現(xiàn)有鉆進(jìn)體系的振動(dòng)、跳鉆和脫壓的問(wèn)題,本發(fā)明提出慣性約束誘導(dǎo)鉆進(jìn)方法。本發(fā)明利用轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)慣性載荷的沖擊振動(dòng)響應(yīng)原理,循環(huán)交變實(shí)現(xiàn)的一種慣性約束誘導(dǎo)鉆進(jìn)方法。本發(fā)明原理是釋放轉(zhuǎn)子慣性約束誘導(dǎo)的自由度約束,改寫(xiě)系統(tǒng)靜力學(xué)設(shè)計(jì)方法,匹配獨(dú)立的慣性元件約束周向交變沖擊振動(dòng)響應(yīng),緩解鉆頭鉆進(jìn)遇阻遇卡的鉆進(jìn)體系波動(dòng)響應(yīng),穩(wěn)定鉆進(jìn)體系的基本切削條件,實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定鉆進(jìn)的方法,為深地鉆探、深孔加工和高效切削提供一種全新的慣性約束誘導(dǎo)鉆進(jìn)的方法。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有5個(gè)特點(diǎn):
1)沖擊平穩(wěn)連續(xù):緩解鉆頭遇阻沖擊波傳播,從源頭抑制消除鉆柱體系振動(dòng);遇阻及時(shí)響應(yīng)破阻,避免鉆進(jìn)間斷,保障切削連續(xù);
鉆頭遇阻產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪切的橫向沖擊波,并通過(guò)慣性行星架9向上傳遞扭轉(zhuǎn)沖擊橫波,并分解成三路向上傳遞。第一路沖擊波通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧12分解部分剪切沖擊波,但是由扭轉(zhuǎn)彈簧的柔性將剪切沖擊波的峰值緩沖降低;第二路與第三路沖擊波分別通過(guò)行星輪8和太陽(yáng)輪1按傳動(dòng)比分解沖擊扭矩,其中大部分沖擊扭矩傳遞到慣性雙聯(lián)外齒圈4上,僅有小部分扭矩沖擊波傳導(dǎo)到鉆桿上大大緩解了沖擊波傳播,抑制了鉆柱體系振動(dòng)沖擊響應(yīng)帶來(lái)的振蕩運(yùn)動(dòng),減小了鉆頭振動(dòng)。
同時(shí)在鉆進(jìn)啟動(dòng)鉆頭切削時(shí),鉆頭沒(méi)有達(dá)到切削扭矩之前,太陽(yáng)輪1輸入的扭矩先以勢(shì)能的形式儲(chǔ)存在扭轉(zhuǎn)彈簧12中。鉆頭達(dá)到切削扭矩之時(shí),本發(fā)明裝置與鉆頭同步旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn),鉆進(jìn)才開(kāi)始有了進(jìn)展。鉆進(jìn)過(guò)程中一旦鉆頭遇阻,同步轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性雙聯(lián)外齒圈4依靠慣性釋放部分儲(chǔ)存勢(shì)能,并瞬間加到鉆頭上,相應(yīng)提供額外的破巖扭矩,同時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)速度也相應(yīng)減小。本裝置所提供的額外破巖扭矩和減速的大小取決于遇阻的大小,遇阻大釋放能量多,減速大,反之亦然。鉆頭破巖后的能量突然釋放,鉆頭會(huì)表現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)加速突進(jìn);同時(shí)減速的慣性雙聯(lián)外齒圈4也同步要求加速跟進(jìn)原來(lái)的鉆進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)速度;結(jié)果就是破巖后釋放的能量重新分配,鉆頭加速突進(jìn)減緩,慣性雙聯(lián)外齒圈4同步跟上來(lái)。如此鉆頭受到的交變應(yīng)力減小,完成一輪沖擊響應(yīng)的切削循環(huán),鉆頭連續(xù)緩沖的循環(huán)周期形成,形成連續(xù)切削的條件。
2)耐久性保障:結(jié)構(gòu)減緩鉆頭受到的交變應(yīng)力,保障鉆頭疲勞壽命的。
切削巖石需要鉆頭承擔(dān)一定的載荷應(yīng)力水平,但是如果這種載荷應(yīng)力波動(dòng)過(guò)大,波動(dòng)沖擊載荷就會(huì)更容易損傷鉆頭;如果連續(xù)鉆進(jìn)中鉆頭鉆壓和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好,則鉆頭切削平均應(yīng)力的波動(dòng)小,也就是交變波動(dòng)載荷的應(yīng)力比小。本發(fā)明通過(guò)上述的緩沖減振系統(tǒng),能夠有效控制住交變載荷的應(yīng)力波動(dòng)幅值,緩沖鉆頭慣性振動(dòng)沖擊,減小鉆頭破阻突進(jìn)以及遇阻沖擊速度,實(shí)現(xiàn)鉆頭使用壽命的耐久性保障。
3)井眼質(zhì)量保證:連續(xù)平穩(wěn)鉆進(jìn)鉆頭不擺動(dòng),孔眼直徑有保障,孔眼光滑規(guī)則;
正是由于上述的緩沖和原因,鉆桿波動(dòng)響應(yīng)小以及鉆頭切削連續(xù),鉆桿不容易出現(xiàn)擺鉆的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性問(wèn)題,鉆頭只有自轉(zhuǎn)的切削運(yùn)動(dòng),少有擺動(dòng)鉆進(jìn)的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),則鉆進(jìn)孔眼直徑的擴(kuò)大率才有保證。同時(shí)切削的鉆頭運(yùn)動(dòng)軌跡平穩(wěn)連續(xù),所以鉆孔孔眼相對(duì)光滑規(guī)則。
4)經(jīng)濟(jì)性:無(wú)額外動(dòng)力需求,無(wú)排量要求,不做無(wú)用功,低能耗;
相對(duì)于國(guó)內(nèi)外利用流體排量來(lái)輔助切削的發(fā)明專(zhuān)利,如阿特拉斯的torkbuster和國(guó)內(nèi)的扭沖鉆井工具,以及螺桿泵復(fù)合鉆井等技術(shù),在同等泥漿排量下必然會(huì)增加井口泥漿柱塞泵負(fù)荷帶來(lái)的能耗消耗。本發(fā)明裝置無(wú)流體動(dòng)力需求,也不像阿特拉斯torkbuster主動(dòng)攻擊巖石,僅是遇阻后被動(dòng)響應(yīng)切削。本發(fā)明裝置即不消耗流體動(dòng)力,也不盲目消耗鉆柱傳導(dǎo)的動(dòng)力,則能耗自然降低。
5)新穎性:突破傳統(tǒng)靜力學(xué)設(shè)計(jì)理念,應(yīng)用動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)原理的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
本發(fā)明裝置的設(shè)計(jì)原理是從動(dòng)力學(xué)出發(fā)的設(shè)計(jì)概念,涉及到轉(zhuǎn)動(dòng)、速度、振動(dòng)、沖擊、頻響、突進(jìn)和遲滯等時(shí)間概念。不僅原理結(jié)構(gòu)奇特,其動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)方法和連續(xù)沖擊振動(dòng)概念也是新穎的。
附圖說(shuō)明
圖1為伴隨pdc鉆頭的慣性約束鉆進(jìn)裝置結(jié)構(gòu)圖,其中,1a是主視圖,1b是1a的a-a向視圖;
圖2為太陽(yáng)輪輸入軸結(jié)構(gòu)示意圖,其中,2a是主視圖,2b是右視圖;
圖3為行星架輸出軸結(jié)構(gòu)示意圖,其中,3a是左視圖,3b是主視圖;
圖4為行星齒輪結(jié)構(gòu)示意圖,其中,4a是左視圖,4b是主視圖,4c是軸測(cè)圖;
圖5為行星齒輪軸結(jié)構(gòu)示意圖,其中,5a是左視圖,5b是主視圖;
圖6為慣性雙聯(lián)齒圈結(jié)構(gòu)示意圖,其中,6a是主視圖,6b是右視圖,6c是軸測(cè)圖;
圖7為行星架結(jié)構(gòu)示意圖,7a是主視圖,7b是右視圖,7c是軸測(cè)圖;
圖8為多頭扭轉(zhuǎn)彈簧結(jié)構(gòu)示意圖,8a是主視圖,8b是8a的剖視圖。圖中:
1.太陽(yáng)輪輸入軸;2.大滑動(dòng)軸瓦;3.端面壓力軸承;4.慣性雙聯(lián)齒圈;5.行星齒輪;6.行星架;7.行星齒輪軸;8.小滑動(dòng)軸瓦;9.行星架輸出軸;10.裝配螺母;11.防退螺栓;12.多頭扭轉(zhuǎn)彈簧;13.固定螺栓。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例是一種伴隨pdc鉆頭的慣性約束鉆進(jìn)裝置,包括陽(yáng)輪輸入軸1、慣性雙聯(lián)齒圈4、行星齒輪5、端面壓力軸承3、行星架輸出軸6、行星齒輪軸7、小滑動(dòng)軸瓦8和多頭扭轉(zhuǎn)彈簧12。
其中:所述行星架6套裝在所述太陽(yáng)輪輸入軸1的外圓周表面,4根行星齒輪軸7均布在該行星架的表面;8個(gè)行星齒輪5均分為2組,并使所述2組行星齒輪軸向排列的套裝在所述各行星齒輪軸上,其中第一組行星齒輪靠近所述太陽(yáng)輪輸入軸連接鉆鋌端;所述第一組行星齒輪的端面與所述太陽(yáng)輪輸入軸一端臺(tái)階的內(nèi)端面通過(guò)端面壓力軸承3貼合。
所述行星架輸出軸9套裝在所述太陽(yáng)輪輸入軸1的外圓周表面,并使該行星架輸出軸的內(nèi)端面與所述行星架的外端面貼合。小滑動(dòng)軸瓦1套裝在該太陽(yáng)輪輸入軸1的圓周表面;裝配螺母10位于該太陽(yáng)輪輸入軸的尾端,套裝在所述太陽(yáng)輪輸入軸的外圓周表面,并處于該太陽(yáng)輪輸入軸的外圓周表面與行星架輸出軸9的內(nèi)圓周表面之間。在所述裝配螺母與太陽(yáng)輪輸入軸1的端面配鉆有防退螺栓11。
所述慣性雙聯(lián)齒圈4的一端套裝在所述太陽(yáng)輪輸入軸連接鉆鋌一端的外圓周表面,該慣性雙聯(lián)齒圈的另一端套裝在所述行星架輸出軸9的外圓周表面,并使該慣性雙聯(lián)齒圈中部的內(nèi)表面與所述行星齒輪5的外圓周表面之間嚙合;所述慣性雙聯(lián)齒圈的內(nèi)表面與太陽(yáng)輪輸入軸1的外表面之間腔內(nèi)周有大滑動(dòng)軸瓦2。
所述多頭扭轉(zhuǎn)彈簧12為彈性牽連約束的多頭扭轉(zhuǎn)彈簧,該多頭扭轉(zhuǎn)彈簧12套裝在所述述行星架輸出軸9的外圓周表面,并使該多頭扭轉(zhuǎn)彈簧的內(nèi)端面與所述慣性雙聯(lián)齒圈4的外端面嵌合,該多頭扭轉(zhuǎn)彈簧的外端的端面通過(guò)固定螺栓13與所述行星架輸出軸9的外端端面固緊。
所述太陽(yáng)輪輸入軸1為中空軸。該太陽(yáng)輪輸入軸的一端的外圓周表面為等徑段,另一端的外圓周表面為多級(jí)的臺(tái)階狀,其中的第一級(jí)臺(tái)階的圓周表面為第一組行星齒輪的配合表面,第二級(jí)臺(tái)階的圓周表面為端面壓力軸承的安裝面,第三級(jí)臺(tái)階的圓周表面為慣性雙聯(lián)齒圈4的安裝面,并且在所述第三級(jí)臺(tái)階的圓周表面有徑向凸出的凸臺(tái),用于該慣性雙聯(lián)齒圈的軸向定位。所述太陽(yáng)輪輸入軸等徑段的外徑與行星架6的內(nèi)徑相同,并使該太陽(yáng)輪輸入軸等徑段與所述第一級(jí)臺(tái)階表面之間階梯差的端面成為該行星架6的軸向定位面;所述第三級(jí)臺(tái)階的外徑與所述行星架輸出軸9的最大外徑相同。
所述行星架輸出軸9為中空回轉(zhuǎn)體。該行星架輸出軸內(nèi)端的端面均布有銷(xiāo)孔,用于安裝所述行星架6。該行星架輸出軸外端的內(nèi)表面為用于連接鉆頭的螺紋面。該行星架輸出軸內(nèi)端的內(nèi)表面為等徑段,該等徑段的內(nèi)徑與所述太陽(yáng)輪輸入軸1的外徑相同,使該行星架輸出軸與所述太陽(yáng)輪輸入軸間隙配合。所述行星架輸出軸9內(nèi)表面中段的內(nèi)徑與所述裝配螺母10的外徑相同,使該行星架輸出軸與所述裝配螺母間隙配合。該行星架中段的外表面直徑最小,并且該中段與兩端的外表面均以斜面過(guò)渡,在該中段形成了所述行星架輸出軸外表面與多頭扭轉(zhuǎn)彈簧12內(nèi)表面的配合間隙,作為該多頭扭轉(zhuǎn)彈簧的變形空間;該行星架輸出軸內(nèi)端的外圓周表面為階梯面,用于安裝所述慣性雙聯(lián)齒圈4。所述多頭扭轉(zhuǎn)彈簧套裝在行星架輸出軸的外圓周表面。
所述行星齒輪5為標(biāo)準(zhǔn)直齒輪。該行星齒輪的模數(shù)為1.0~5.0。本實(shí)施例中,該行星齒輪的模數(shù)為2.0。
所述慣性雙聯(lián)齒圈4為中空回轉(zhuǎn)體。該慣性雙聯(lián)齒圈的內(nèi)圓周表面軸向排列有2組與所述行星齒輪嚙合的直齒面。所述慣性雙聯(lián)齒圈一端的內(nèi)圓周表面與所述太陽(yáng)輪輸入軸1一端外圓周上的臺(tái)階面配合,另一端的內(nèi)圓周表面與行星架輸出軸9外圓周上的臺(tái)階面配合。在該慣性雙聯(lián)齒圈與行星架輸出軸配合一端的端面均布有凹槽,用于與多頭扭轉(zhuǎn)彈簧12的端面嵌合連接。
所述行星架6為中空回轉(zhuǎn)體。在該行星架的殼體上均布有四個(gè)矩形通孔,該矩形通孔為行星齒輪的安裝孔。在所述行星架兩端端面上均布有四個(gè)軸孔,用于安裝各行星架輸出軸9;所述的軸孔均分別與各所述的矩形通孔的兩端貫通,并使分別位于行星架兩端端面上的相互對(duì)應(yīng)的通孔同心。在該行星架一端端面的內(nèi)緣處有軸向突出的環(huán)形凸臺(tái),該凸臺(tái)為止口。
所述行星架的外徑小于所述慣性雙聯(lián)齒圈4的內(nèi)徑,所述行星架的內(nèi)徑比太陽(yáng)輪輸入軸1的外徑大3~8mm。