万向轴制造技术

本实用新型专利技术提供了一种万向轴，该万向轴包括同轴依次连接的转子接头、第一内球座、连接杆、第二内球座和水帽接头；第一内球座的两端分别与转子接头和连接杆卡接，第二内球座的两端分别与水帽接头和连接杆卡接，转子接头能够相对于连接杆摆动，水帽接头也能够相对于连接杆摆动，当转子接头转动时，转子接头能够依次通过第一内球座、连接杆和第二内球座带动水帽接头同步转动。本实用新型专利技术的有益效果是，通过设置第一内球座和第二内球座，使万向轴具备防脱功能，有利于提高使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及螺杆钻具领域，具体是一种万向轴。
技术介绍
螺杆钻具是当前国内外石油、天然气钻井领域中应用最为广泛的一种井下动力钻具，尤其在定向井、水平井中起着不可替代的作用，随着现代钻井技术的不断发展，尤其是随着复合钻井的推广，螺杆钻具在钻井作业中扮演的职能越来越多，作用也越来越大。万向轴是螺杆钻具中的一个重要组成部件，在螺杆钻具中它上端连接螺杆钻具动力短节中的转子，下端连接输出端的传动轴，其作用是将动力短节转化的机械运动传递到输出端进而驱动钻头旋转。它既承载输出的扭矩、轴向压力、传递输出转速，又同时把转子偏心的转动形式转化为传动轴定心的转动形式，具有不可替代的作用。一般螺杆钻具的万向轴有传统活瓣式、挠轴式、球铰式等类型。传统活瓣式万向轴结构简单、成本低但使用中容易脱开，造成使用寿命相对较低。挠轴式结构简单、寿命长但对材料性能要求高、成本高且尺寸较长。球铰式成本适中，使用寿命居中但结构相对复杂、加工难度大，不适宜在小尺寸钻具中应用。
技术实现思路
为了克服现有的传统活瓣式万向轴容易脱开的不足，本技术提供了一种万向轴，以达到防止脱开的目的。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种万向轴，该万向轴包括同轴依次连接的转子接头、第一内球座、连接杆、第二内球座和水帽接头；第一内球座的两端分别与转子接头和连接杆卡接，第二内球座的两端分别与水帽接头和连接杆卡接，转子接头能够相对于连接杆摆动，水帽接头也能够相对于连接杆摆动，当转子接头转动时，转子接头能够依次通过第一内球座、连接杆和第二内球座带动水帽接头同步转动。进一步地，该第一内球座包括柱状本体和卡接凹槽，卡接凹槽设置于柱状本体朝向连接杆的一端，柱状本体朝向连接杆的一端插接于连接杆的一端内。进一步地，连接杆的一端设置有轴向容纳孔，该第一内球座的一端置于该轴向容纳孔内，连接杆的一端的侧壁内还设置有与卡接凹槽相对应的径向卡接孔，该径向卡接孔与该轴向容纳孔连通，该径向卡接孔内设置有挡销，挡销的一端插设于卡接凹槽内，第一内球座通过挡销与第一内球座卡接固定。进一步地，第一内球座还包括至少两个冠状凸起，该至少两个冠状凸起均布于柱状本体朝向转子接头的一端的外周面上，每个该冠状凸起朝向转子接头的一端的端面与柱状本体朝向转子接头的一端的端面均向外凸并且位于同一个球体的外球面上，该球体的球心位于柱状本体的轴线上，第一内球座能够通过冠状凸起与转子接头卡接固定，转子接头能够相对于第一内球座摆动。进一步地，转子接头的一端设置有阶梯孔，该阶梯孔包括第一内部孔段和第一外部孔段，第一内部孔段通过第一外部孔段与转子接头的外部连通，该第一内部孔段能够容纳第一内球座的冠状凸起，冠状凸起能够在第一内部孔段转动，该第一内部孔段与该第一外部孔段的连接处形成卡接端面，转子接头能够通过冠状凸起与该卡接端面卡接配合阻挡第一内球座脱离转子接头。进一步地，该第一外部孔段的内表面用于使转子接头相对于第一内球座做圆锥摆运动的锥形面，该锥形面的顶端朝向第一内部孔段。进一步地，该第一内部孔段内固定有外球座，外球座的轴线与转子接头的轴线重合，外球座与第一内球座朝向转子接头的一端的端面抵接，外球座和第一内球座相接触的接触面相匹配。进一步地，柱状本体为圆柱状，冠状凸起在垂直于柱状本体的轴线的平面上的投影呈弧形，每个冠状凸起的大小和形状均相同，该至少两个该冠状凸起与柱状本体为一体式结构。进一步地，转子接头上设置有用于与螺杆钻具的转子连接的外螺纹，水帽接头上设有用于该螺杆钻具的传动轴连接的内螺纹。进一步地，第二内球座和水帽接头之间的连接结构与转子接头和第一内球座之间的连接结构完全相同，第二内球座和连接杆之间的连接结构与第一内球座和连接杆之间的连接结构完全相同。本技术的有益效果是，通过设置第一内球座和第二内球座，使万向轴具备防脱功能，有利于提高使用寿命。把活瓣接头与水帽接头做成一体，使得结构更加紧凑，有利于节省空间、降低成本，并且本技术的万向轴更适合于在小尺寸螺杆钻具中使用，尤其是与连续油管配合的尺寸更易受限的螺杆钻具中推广应用。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术万向轴实施例的结构示意图；图2为本技术万向轴实施例的第一部分放大图；图3为本技术万向轴实施例的第二部分放大图；图4为本技术万向轴实施例中第一内球座的结构示意图。图中附图标记：1、转子接头；11、第一内部孔段；12、第一外部孔段；2、外球座；3、第一内球座；31、柱状本体；32、卡接凹槽；321、底面；322、侧面；33、冠状凸起；4、挡销；5、连接杆；51、轴向容纳孔；52、径向卡接孔；6、水帽接头；7、第二内球座。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。如图1至图4所示，本技术实施例提供了一种万向轴，该万向轴包括同轴依次连接的转子接头1、第一内球座3、连接杆5、第二内球座7和水帽接头6。第一内球座3的两端分别与转子接头1和连接杆5卡接，第二内球座7的两端分别与水帽接头6和连接杆5卡接，转子接头1能够相对于连接杆5摆动，水帽接头6也能够相对于连接杆5摆动，当转子接头1转动时，转子接头1能够依次通过第一内球座3、连接杆5和第二内球座7带动水帽接头6同步转动。设置第一内球座3和第二内球座7，并通过上述第一内球座3和第二内球座7将转子接头1、连接杆5和水帽接头6依次连接，从而能够达到防脱的目的。具体地，如图2和图4所示，该第一内球座3包括柱状本体31、卡接凹槽32和至少两个冠状凸起33。卡接凹槽32设置于柱状本体31朝向连接杆5的一端，该至少两个冠状凸起33均布于柱状本体31朝向转子接头1的一端的外周面上。柱状本体31为圆柱状，每个冠状凸起33的大小和形状均相同，而且，每个该冠状凸起33朝向转子接头1的一端的端面与柱状本体31朝向转子接头1的一端的端面均向外凸并且位于同一个球体的外球面上，该球体的球心位于柱状本体31的轴线上，并且该两个冠状凸起33与柱状本体31为一体式结构，两个冠状凸起33分别位于柱状本体31轴线的两侧。第一内球座3能够通过冠状凸起33与转子接头1卡接固定，转子接头1能够相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种万向轴，其特征在于，该万向轴包括同轴依次连接的转子接头(1)、第一内球座(3)、连接杆(5)、第二内球座(7)和水帽接头(6)；第一内球座(3)的两端分别与转子接头(1)和连接杆(5)卡接，第二内球座(7)的两端分别与水帽接头(6)和连接杆(5)卡接，转子接头(1)能够相对于连接杆(5)摆动，水帽接头(6)也能够相对于连接杆(5)摆动，当转子接头(1)转动时，转子接头(1)能够依次通过第一内球座(3)、连接杆(5)和第二内球座(7)带动水帽接头(6)同步转动。

【技术特征摘要】
1.一种万向轴，其特征在于，该万向轴包括同轴依次连接的转子接头(1)、第
一内球座(3)、连接杆(5)、第二内球座(7)和水帽接头(6)；第一内球座(3)的
两端分别与转子接头(1)和连接杆(5)卡接，第二内球座(7)的两端分别与水帽
接头(6)和连接杆(5)卡接，转子接头(1)能够相对于连接杆(5)摆动，水帽接
头(6)也能够相对于连接杆(5)摆动，当转子接头(1)转动时，转子接头(1)能
够依次通过第一内球座(3)、连接杆(5)和第二内球座(7)带动水帽接头(6)同
步转动。
2.根据权利要求1所述的万向轴，其特征在于，该第一内球座(3)包括柱状本
体(31)和卡接凹槽(32)，卡接凹槽(32)设置于柱状本体(31)朝向连接杆(5)
的一端，柱状本体(31)朝向连接杆(5)的一端插接于连接杆(5)的一端内。
3.根据权利要求2所述的万向轴，其特征在于，连接杆(5)的一端设置有轴向
容纳孔(51)，该第一内球座(3)的一端置于该轴向容纳孔(51)内，连接杆(5)
的一端的侧壁内还设置有与卡接凹槽(32)相对应的径向卡接孔(52)，该径向卡接
孔(52)与该轴向容纳孔(51)连通，该径向卡接孔(52)内设置有挡销(4)，挡销
(4)的一端插设于卡接凹槽(32)内，第一内球座(3)通过挡销(4)与第一内球
座(3)卡接固定。
4.根据权利要求1所述的万向轴，其特征在于，所述第一内球座(3)还包括至
少两个冠状凸起(33)，该至少两个冠状凸起(33)均布于柱状本体(31)朝向转子
接头(1)的一端的外周面上，每个该冠状凸起(33)朝向转子接头(1)的一端的端
面与柱状本体(31)朝向转子接头(1)的一端的端面均向外凸并且位于同一个球体
的外球面上，该球体的球心位于柱状本体(31)的轴线上，第一内球座(3)能够通
过冠状凸起(33)与转子接头(1)卡接固定，转子接头(1)能够相对于第一内球座
(3)摆动。
5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗西超，李萌，聂洁净，杨锰，王宇鹏，乌崧然，于兴胜，刘凤，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，北京石油机械厂，
类型：新型
国别省市：北京;11