泥浆马达传动装置及使用方法制造方法及图纸

一种双关节联轴器，适于将施加于第一输入轴的扭矩传递到第二轴，其中，联轴器适应两轴之间的角度变化。相应地，本发明专利技术描述了结合有该联轴器的改进的泥浆马达传动装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本专利技术要求2014年5月5日提交的美国临时专利申请No.61/988，688的优先权，该专利的全部公开内容通过引用的方式并入本文。
技术介绍
当驱动轴需要适应(accommodate)角度关系的变化时，从一个轴向另一个轴传递能量需要适于传递扭转力(即，扭矩)的联轴器，从而容许联轴器的每一侧上的轴之间的相对移动。万向接头和等速接头(等速万向节)是两种用于该目的常用的联轴器。在石油生产工业中，爪式离合器或类似设备提供该功能。在既用来传递扭转载荷又用来传递轴向载荷时，这些联轴器置于极端载荷下，导致过早失效。本专利技术提供适合用于从一个轴向另一个轴传递扭转能量的新的联轴器。具体地说，本专利技术的联轴器在适应偏心或平行偏移的轴对准的同时容许从一个轴向另一个轴传递扭转能量。结果，本专利技术将任一输入轴处产生的移动中的角度变化基本上消除或至少基本上最小化。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术提供一种适于将扭转能量从一个轴传递到另一个轴的联轴器。第一联轴器包括具有第一端部和第二端部的第一输入轴。第二端部具有至少一个凹陷的槽和至少一个向外突出的脊部(隆起)。另外，联轴器包括具有第一端部和第二端部的第二输入轴。第二输入轴的第二端部承载有双关节联轴器形式的第二联轴器。第二联轴器可以通过适于构件的端部使用的任何常规的结构固定至第二输入轴的第二端部。第二输入轴的第一端部具有至少一个凹陷的槽和至少一个向外突出的脊部。位于第一输入轴与第二输入轴之间的是具有第一承磨表面和第二承磨表面的承磨盘。第一承磨表面具有至少一个向外突出的脊部和至少一个凹陷的槽，并且第二承磨表面具有至少一个向外突出的脊部和至少一个凹陷的槽。输入轴的脊部接纳在承磨盘的槽内，同时承磨盘的脊部接纳在输入轴的槽内。因此，第一联轴器容许构件相对于彼此侧向地移动。由第二输入轴的第二端部所承载的第二联轴器(即双关节联轴器)是双关节联轴器，该双关节联轴器包括联轴器输入轭架、联轴器中央元件和联轴器输出轭架。联轴器输入轭架具有限定榫舌和榫槽结构(tongue and groove arrangement)的槽并且每个榫舌具有拱形凹部。联轴器输出轭架与联轴器输入轭架的构造相对应。因此，双关节联轴器的第一端部固定至中间轴或第二输入轴，并且第二端部具有限定榫舌和榫槽结构的槽并且每个榫舌具有拱形凹部。联轴器中央元件具有构造为接纳在联轴器输入轭架的槽内的第一榫舌，以及构造为接纳在联轴器输入轭架的每个榫舌的拱形凹部内的一对关节。另外，联轴器中央元件具有构造为接纳在联轴器输出轭架的槽内的第二榫舌，以及构造为接纳在联轴器输出轭架的每个榫舌的拱形凹部内的一对关节。第二联轴器中的构件的每个榫舌的相对长度可以根据由所描述的联轴器连接起来的轴所驱动的构件而变化。最后，所有构件可以位于壳体内。在另一实施例中，本专利技术提供一种驱动轴，该驱动轴包括输入轴、中央轴、输出轴和两个中央联轴器元件。输入轴、第一中央联轴器和中央轴的第一端部限定第一双关节联轴器。输出轴、第二中央联轴器和中央轴的第二端部限定第二双关节联轴器。中央轴的第一端部和第二端部承载有联轴器轭架，每个联轴器轭架限定榫舌和榫槽结构并且每个榫舌具有拱形凹部。由第一联轴器轭架限定的凹槽和由第二联轴器轭架限定的凹槽可以彼此成一直线或彼此不对准。输入轴的第一端部构造为附接至动力输入构件，并且输入轴的第二端部限定榫舌和榫槽结构并且每个榫舌具有拱形凹部。输入轴可以是整体构件或输入轴可以承载有适于将输入轴固定至驱动构件的输入轴接合器。输出轴的第一端部限定榫舌和榫槽结构并且每个榫舌具有拱形凹部，并且输出轴的第二端部构造为附接到被驱动构件。在一个实施例中，输出轴是包括在井下环境中适于用作分流器的流体流动孔口的整体构件。在另一实施例中，输出轴承载有适于固定至被驱动构件(诸如分流器或其它被驱动构件等)的输出轴接合器。在一个实施例中，每个榫舌还具有定位销孔。每个联轴器中央件具有第一榫舌和第二榫舌并且每个榫舌限定扭矩反作用面(torque reaction face)。另外，每个联轴器中央件具有构造为接纳在每个榫舌的拱形凹部内的一对关节。关节位于联轴器中央件的榫舌的两侧上。因此，关节为与各个接纳榫舌的拱形凹部对准而分开或间隔开。对于第一联轴器中央件，第一榫舌位于由输入轴所承载的榫舌和榫槽构造限定的槽内，并且第一关节接纳在输入轴的榫舌的拱形凹部内。第一联轴器中央件的第二榫舌位于由中央轴的第一端部所承载的榫舌和榫槽构造限定的槽内，并且第一联轴器中央件的第二关节位于中央轴的第一端部的榫舌的拱形凹部内。同样地，第二联轴器中央件的第一榫舌位于由中央轴的第二端部的榫舌和榫槽构造限定的槽内，并且由第二联轴器中央件所承载的第一对关节位于中央轴的第二端部的榫舌的拱形凹部内。组装后，位于每个定位销孔中的驱动轴构件为定位销。附图说明图1A是本专利技术的第一实施例中的第一联轴器的侧视图。图1B是图1A中所绘出的第一联轴器的特写视图。图2是使用本专利技术的第一实施例的泥浆马达传动装置的剖视图，其中，输入联轴器是滑动型联轴器并且输出联轴器是双关节联轴器。图3是输出联轴器的联轴器输入轭架的视图。图4是输出联轴器的联轴器中央元件的视图。图5是联轴器输出轭架的视图。图6是以壳体的剖视图示出的本专利技术的第二实施例的透视图。该透视图绘出了将输入轴、中央轴和输出轴接合起来的两个双关节联轴器。图7绘出了具有输入轴接合器的输入轴的侧视图。图8绘出了具有输入轴接合器的输入轴的侧剖视图。图9绘出了中央联轴器元件。图10是中央轴的透视图。图11是输出轴的一个实施例的透视图。图12是输出轴的一个实施例的侧剖视图，其中示出了适于将联轴器结合到泥浆马达传动装置中时的定位销孔和流体流动孔。图13是绘出销穿过输入轴和中央轴中的通孔并且将输入轴和中央轴固定到中央联轴器元件上的侧剖图。图14是示出位于剖开的适于钻具中使用的弯曲壳体内的双联轴器的分解图的局部剖视图。图15是结合有两个双关节型联轴器的驱动轴的另一实施例的侧剖图。在该实施例中，驱动轴的输出端使用输出轴和适于与被驱动构件连接的输出轴接合器。图16是结合有两个双关节型联轴器的驱动轴的另一实施例的侧剖图。在该实施例中，驱动轴的输出端使用输出轴和与后续的被驱动轴连接的输出轴接合器。图17示出了用于中央联轴器元件的枢轴点X和Y。图18是输入轴接合器和可加工垫圈就位的输入轴的侧视图。图19是安装有轴接合器和可加工垫圈的输入轴的侧剖图并且其中绘出了锁定丝的位置。图20是在组装之前的可加工垫圈、输入轴接合器和锁定丝的透视图。图21A是安装在输入轴上的输入轴接合器的端视图，其中可加工垫圈在输入轴接合器的扭转六角形部上就位。图21B是沿图19的线21B截取的安装在输入轴上的输入轴接合器的端部剖视图，其中可加工垫圈在输入轴接合器的扭转六角形部上就位。图22提供了在扭转试验机上试验图6至图21的设备而产生的数据。图23提供了在扭转试验机上试验图6至图21的设备而产生的数据。具体实施方式本专利技术提供一种被设计为用于传递扭转力和轴向力的改进的驱动轴构造10。将基于泥浆马达传动装置，对驱动轴构造10的构造和操作方面进行说明。然而，驱动轴构造10适用于需要经由下述联轴器来传递扭矩的设备：该联轴器需要适应驱动轴之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动轴，包括：第一输入轴，其具有第一端部和第二端部，所述第二端部具有至少一个凹陷的槽以及至少一个向外突出的脊部；第二输入轴，其具有第一端部和第二端部，所述第一端部具有至少一个凹陷的槽以及至少一个向外突出的脊部；承磨盘，其具有第一承磨表面和第二承磨表面，所述第一承磨表面具有至少一个向外突出的脊部和至少一个凹陷的槽，所述第二承磨表面具有至少一个向外突出的脊部和至少一个凹陷的槽；所述承磨盘位于所述第一输入轴的所述第二端部与所述第二输入轴的所述第一端部之间，使得由所述输入轴所承载的脊部接纳在所述承磨盘的所述槽内；所述第二输入轴的第二端部承载有双关节联轴器；所述双关节联轴器包括输入轴、中央轴和中央联轴器元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.05 US 61/988,6881.一种驱动轴，包括：第一输入轴，其具有第一端部和第二端部，所述第二端部具有至少一个凹陷的槽以及至少一个向外突出的脊部；第二输入轴，其具有第一端部和第二端部，所述第一端部具有至少一个凹陷的槽以及至少一个向外突出的脊部；承磨盘，其具有第一承磨表面和第二承磨表面，所述第一承磨表面具有至少一个向外突出的脊部和至少一个凹陷的槽，所述第二承磨表面具有至少一个向外突出的脊部和至少一个凹陷的槽；所述承磨盘位于所述第一输入轴的所述第二端部与所述第二输入轴的所述第一端部之间，使得由所述输入轴所承载的脊部接纳在所述承磨盘的所述槽内；所述第二输入轴的第二端部承载有双关节联轴器；所述双关节联轴器包括输入轴、中央轴和中央联轴器元件。2.一种双关节联轴器，包括：输入轴、中央元件和输出轴。3.一种双关节联轴器，包括：输入轴，所述输入轴具有第一端部和第二端部，所述第二端部具有限定榫舌和榫槽构造的槽，其中，每个榫舌具有拱形凹部；输出轴，所述输出轴具有第一端部和第二端部，所述第一端部具有限定榫舌和榫槽构造的槽，其中，每个榫舌具有拱形凹部；中央联轴器元件，所述中央联轴器元件具有构造为接纳在所述输入轴的所述第二端部的所述槽内的第一榫舌，以及构造为接纳在所述输出轴的所述第一端部的槽内的第二榫舌。4.根据权利要求3所述的双关节联轴器，其中，所述中央联轴器元件还包括两对关节，所述关节具有构造为接纳在所述输入轴和所述输出轴两者的所述榫舌的所述拱形凹部内的拱形表面。5.根据权利要求4所述的驱动轴，其中，所述中央联轴器元件的每个榫舌还包括扭矩反作用面，其中，半径过渡部连接所述扭矩反作用面和所述关节的拱形表面。6.根据权利要求5所述的双关节联轴器，其中，至少一个扭矩反作用面具有定位销孔。7.一种驱动轴，包括：输入轴，其具有第一端部和第二端部；中央轴，其具有第一端部和第二端部；输出轴，其具有第一端部和第二端部；第一联轴器中央元件，其位于所述输入轴与所述中央轴之间；第二中央联轴器元件，其位于所述中央轴与所述输出轴之间；其中，所述中央轴的第一端部、所述输入轴和第一中央联轴器限定第一双关节联轴器，并且所述中央轴的第二端部、所述输出轴和第二中央联轴器限定第二双关节联轴器。8.根据权利要求7所述的驱动轴，其中：所述中央轴第一端部具有限定榫舌和榫槽构造的槽，其中，每个榫舌具有拱形凹部，所述中央轴第二端部具有限定榫舌和榫槽构造的槽，其中，每个榫舌具有拱形凹部，所述输入轴第二端部具有限定榫舌和榫槽构造的槽，其中，每个榫舌具有拱形凹部，所述输出轴第一端部具有限定榫舌和榫槽构造的槽，其中，每个榫舌具有拱形凹部，所述第一中央联轴器元件具有构造为接纳在所述输入轴的所述第二端部的所述槽内的第一榫舌，以及构造为接纳在所述中央轴的所述第一端部的槽内的第二榫舌，并且，所述第二中央联轴器元件具有构造为接纳在所述中央轴的所述第二端部的所述槽内的第一榫舌，以及构造为接纳在所述输出轴的所述第一端部的槽内的第二榫舌。9.根据权利要求8所述的驱动轴，其中，所述第一中央联轴器元件还包括两对关节，所述关节具有构造为...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆士·F·库恩，基思·R·普塔克，
申请(专利权)人：洛德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US