萬(wàn)向軸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及螺桿鉆具領(lǐng)域，具體是一種萬(wàn)向軸。
【背景技術(shù)】
[0002]螺桿鉆具是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外石油、天然氣鉆井領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的一種井下動(dòng)力鉆具，尤其在定向井、水平井中起著不可替代的作用，隨著現(xiàn)代鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是隨著復(fù)合鉆井的推廣，螺桿鉆具在鉆井作業(yè)中扮演的職能越來(lái)越多，作用也越來(lái)越大。
[0003]萬(wàn)向軸是螺桿鉆具中的一個(gè)重要組成部件，在螺桿鉆具中它上端連接螺桿鉆具動(dòng)力短節(jié)中的轉(zhuǎn)子，下端連接輸出端的傳動(dòng)軸，其作用是將動(dòng)力短節(jié)轉(zhuǎn)化的機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞到輸出端進(jìn)而驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)。它既承載輸出的扭矩、軸向壓力、傳遞輸出轉(zhuǎn)速，又同時(shí)把轉(zhuǎn)子偏心的轉(zhuǎn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)化為傳動(dòng)軸定心的轉(zhuǎn)動(dòng)形式，具有不可替代的作用。
[0004]—般螺桿鉆具的萬(wàn)向軸有傳統(tǒng)活瓣式、撓軸式、球鉸式等類型。傳統(tǒng)活瓣式萬(wàn)向軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低但使用中容易脫開，造成使用壽命相對(duì)較低。撓軸式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)但對(duì)材料性能要求高、成本高且尺寸較長(zhǎng)。球鉸式成本適中，使用壽命居中但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、加工難度大，不適宜在小尺寸鉆具中應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有的傳統(tǒng)活瓣式萬(wàn)向軸容易脫開的不足，本實(shí)用新型提供了一種萬(wàn)向軸，以達(dá)到防止脫開的目的。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種萬(wàn)向軸，該萬(wàn)向軸包括同軸依次連接的轉(zhuǎn)子接頭、第一內(nèi)球座、連接桿、第二內(nèi)球座和水帽接頭;第一內(nèi)球座的兩端分別與轉(zhuǎn)子接頭和連接桿卡接，第二內(nèi)球座的兩端分別與水帽接頭和連接桿卡接，轉(zhuǎn)子接頭能夠相對(duì)于連接桿擺動(dòng)，水帽接頭也能夠相對(duì)于連接桿擺動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子接頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子接頭能夠依次通過(guò)第一內(nèi)球座、連接桿和第二內(nèi)球座帶動(dòng)水帽接頭同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步地，該第一內(nèi)球座包括柱狀本體和卡接凹槽，卡接凹槽設(shè)置于柱狀本體朝向連接桿的一端，柱狀本體朝向連接桿的一端插接于連接桿的一端內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步地，連接桿的一端設(shè)置有軸向容納孔，該第一內(nèi)球座的一端置于該軸向容納孔內(nèi)，連接桿的一端的側(cè)壁內(nèi)還設(shè)置有與卡接凹槽相對(duì)應(yīng)的徑向卡接孔，該徑向卡接孔與該軸向容納孔連通，該徑向卡接孔內(nèi)設(shè)置有擋銷，擋銷的一端插設(shè)于卡接凹槽內(nèi)，第一內(nèi)球座通過(guò)擋銷與第一內(nèi)球座卡接固定。
[0009]進(jìn)一步地，第一內(nèi)球座還包括至少兩個(gè)冠狀凸起，該至少兩個(gè)冠狀凸起均布于柱狀本體朝向轉(zhuǎn)子接頭的一端的外周面上，每個(gè)該冠狀凸起朝向轉(zhuǎn)子接頭的一端的端面與柱狀本體朝向轉(zhuǎn)子接頭的一端的端面均向外凸并且位于同一個(gè)球體的外球面上，該球體的球心位于柱狀本體的軸線上，第一內(nèi)球座能夠通過(guò)冠狀凸起與轉(zhuǎn)子接頭卡接固定，轉(zhuǎn)子接頭能夠相對(duì)于第一內(nèi)球座擺動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子接頭的一端設(shè)置有階梯孔，該階梯孔包括第一內(nèi)部孔段和第一外部孔段，第一內(nèi)部孔段通過(guò)第一外部孔段與轉(zhuǎn)子接頭的外部連通，該第一內(nèi)部孔段能夠容納第一內(nèi)球座的冠狀凸起，冠狀凸起能夠在第一內(nèi)部孔段轉(zhuǎn)動(dòng)，該第一內(nèi)部孔段與該第一外部孔段的連接處形成卡接端面，轉(zhuǎn)子接頭能夠通過(guò)冠狀凸起與該卡接端面卡接配合阻擋第一內(nèi)球座脫離轉(zhuǎn)子接頭。
[0011]進(jìn)一步地，該第一外部孔段的內(nèi)表面用于使轉(zhuǎn)子接頭相對(duì)于第一內(nèi)球座做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的錐形面，該錐形面的頂端朝向第一內(nèi)部孔段。
[0012]進(jìn)一步地，該第一內(nèi)部孔段內(nèi)固定有外球座，外球座的軸線與轉(zhuǎn)子接頭的軸線重合，外球座與第一內(nèi)球座朝向轉(zhuǎn)子接頭的一端的端面抵接，外球座和第一內(nèi)球座相接觸的接觸面相匹配。
[0013]進(jìn)一步地，柱狀本體為圓柱狀，冠狀凸起在垂直于柱狀本體的軸線的平面上的投影呈弧形，每個(gè)冠狀凸起的大小和形狀均相同，該至少兩個(gè)該冠狀凸起與柱狀本體為一體式結(jié)構(gòu)。
[0014]進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子接頭上設(shè)置有用于與螺桿鉆具的轉(zhuǎn)子連接的外螺紋，水帽接頭上設(shè)有用于該螺桿鉆具的傳動(dòng)軸連接的內(nèi)螺紋。
[0015]進(jìn)一步地，第二內(nèi)球座和水帽接頭之間的連接結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)子接頭和第一內(nèi)球座之間的連接結(jié)構(gòu)完全相同，第二內(nèi)球座和連接桿之間的連接結(jié)構(gòu)與第一內(nèi)球座和連接桿之間的連接結(jié)構(gòu)完全相同。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是，通過(guò)設(shè)置第一內(nèi)球座和第二內(nèi)球座，使萬(wàn)向軸具備防脫功能，有利于提尚使用壽命。
[0017]把活瓣接頭與水帽接頭做成一體，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊，有利于節(jié)省空間、降低成本，并且本實(shí)用新型的萬(wàn)向軸更適合于在小尺寸螺桿鉆具中使用，尤其是與連續(xù)油管配合的尺寸更易受限的螺桿鉆具中推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0018]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1為本實(shí)用新型萬(wàn)向軸實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型萬(wàn)向軸實(shí)施例的第一部分放大圖；
[0021 ]圖3為本實(shí)用新型萬(wàn)向軸實(shí)施例的第二部分放大圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型萬(wàn)向軸實(shí)施例中第一內(nèi)球座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中附圖標(biāo)記:1、轉(zhuǎn)子接頭；11、第一內(nèi)部孔段；12、第一外部孔段;2、外球座;3、第一內(nèi)球座;31、柱狀本體;32、卡接凹槽;321、底面;322、側(cè)面;33、冠狀凸起;4、擋銷;5、連接桿;51、軸向容納孔;52、徑向卡接孔;6、水帽接頭;7、第二內(nèi)球座。
【具體實(shí)施方式】
[0024]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0025]如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種萬(wàn)向軸，該萬(wàn)向軸包括同軸依次連接的轉(zhuǎn)子接頭1、第一內(nèi)球座3、連接桿5、第二內(nèi)球座7和水帽接頭6。第一內(nèi)球座3的兩端分別與轉(zhuǎn)子接頭I和連接桿5卡接，第二內(nèi)球座7的兩端分別與水帽接頭6和連接桿5卡接，轉(zhuǎn)子接頭I能夠相對(duì)于連接桿5擺動(dòng)，水帽接頭6也能夠相對(duì)于連接桿5擺動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子接頭I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子接頭I能夠依次通過(guò)第一內(nèi)球座3、連接桿5和第二內(nèi)球座7帶動(dòng)水帽接頭6同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0026]設(shè)置第一內(nèi)球座3和第二內(nèi)球座7，并通過(guò)上述第一內(nèi)球座3和第二內(nèi)球座7將轉(zhuǎn)子接頭1、連接桿5和水帽接頭6依次連接，從而能夠達(dá)到防脫的目的。
[0027]具體地，如圖2和圖4所示，該第一內(nèi)球座3包括柱狀本體31、卡接凹槽32和至少兩個(gè)冠狀凸起33。卡接凹槽32設(shè)置于柱狀本體31朝向連接桿5的一端，該至少兩個(gè)冠狀凸起33均布于柱狀本體31朝向轉(zhuǎn)子接頭I的一端的外周面上。柱狀本體31為圓柱狀，每個(gè)冠狀凸起33的大小和形狀均相同，而且，每個(gè)該冠狀凸起33朝向轉(zhuǎn)子接頭I的一端的端面與柱狀本體31朝向轉(zhuǎn)子接頭I的一端的端面均向外凸并且位于同一個(gè)球體的外球面上，該球體的球心位于柱狀本體31的軸線上，并且該兩個(gè)冠狀凸起33與柱狀本體31為一體式結(jié)構(gòu)，兩個(gè)冠狀凸起33分別位于柱狀本體31軸線的兩側(cè)。第一內(nèi)球座3能夠通過(guò)冠狀凸起33與轉(zhuǎn)子接頭I卡接固定，轉(zhuǎn)子接頭I能夠相對(duì)于第一內(nèi)球座3擺動(dòng)。
[0028]如圖2所示，冠狀凸起33的上端面為球面的一部分，冠狀凸起的下端面為卡接端面，用于與轉(zhuǎn)子接頭I卡接配合從而實(shí)現(xiàn)防脫的作用。該卡接端面垂直于柱狀本體31的軸線。并且該冠狀凸起33在垂直于柱狀本體31的軸線的平面內(nèi)投影為弧形結(jié)構(gòu)。
[0029]優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的卡接凹槽32包括底面321和兩個(gè)側(cè)面322?？ń影疾?2的底面321與柱狀本體31的軸線平行，卡接凹槽32的兩個(gè)側(cè)面322均垂直于柱狀本體31的軸線。該卡接凹槽32的兩個(gè)側(cè)面322用于與對(duì)應(yīng)的組件卡接配合，達(dá)到防脫的作用。
[0030]上述卡接凹槽32的數(shù)量與冠狀凸起33的數(shù)量相同，沿柱狀本體31的軸線方向，卡接凹槽32的位置與冠狀凸起33的位置一一對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型實(shí)施例中的冠狀凸起33和卡接凹槽32均為兩個(gè)，如圖2所示，上述兩個(gè)卡接凹槽32分別位于柱狀本體31軸線的兩側(cè)，上述兩個(gè)冠狀凸起33的位置與卡接凹槽32的位置一一對(duì)應(yīng)，上述兩個(gè)冠狀凸起33也分別位于柱狀本體31的左右兩側(cè)。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例中的轉(zhuǎn)子接頭I朝向連接桿5的一端設(shè)置有第一卡接凸起，上述連接桿5朝向轉(zhuǎn)子接頭I的一端設(shè)置有第一卡接凹槽