一种瓣齿式万向轴密封结构制造技术

本申请涉及一种瓣齿式万向轴密封结构，属于石油、天然气钻井用螺杆钻具技术领域，所述万向轴包括中间轴以及套设于所述中间轴端部的万向接头，所述中间轴与万向接头之间设置有密封套管和分体环；密封套筒，所述密封套筒位于所述密封套管的外侧，所述密封套筒径向夹持所述密封套管以使所述密封套管与所述分体环密封连接。因此，万向轴在传递扭矩和转速的过程中，马达转子做偏心旋转运动且对万向接头产生轴向拉力最终直接作用于密封套筒上，由于密封套筒在轴向上的承载作用，传递给密封套管的轴向压力显著降低，避免了周期性的轴向拉力导致密封套管疲劳破损，从而延长密封套管的耐用性，提升瓣齿式万向轴的使用寿命。提升瓣齿式万向轴的使用寿命。提升瓣齿式万向轴的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种瓣齿式万向轴密封结构


[0001]本申请涉及石油、天然气钻井用螺杆钻具
，特别涉及一种瓣齿式万向轴密封结构。

技术介绍

[0002]在石油和天然气开采中，螺杆钻具的应用越来越广泛。螺杆钻具包括旁通阀总成、马达总成、万向轴总成和传动轴总成，各个部件分别自上而下依次连接，其中万向轴的上端和马达转子连接，下端与传动轴连接，其作用是将马达转子的行星运动转化为传动轴的定轴运动，使马达产生的扭矩和转速平稳的传递给钻头。
[0003]相关技术中，螺杆钻具的万向轴多为瓣齿式密封结构，例如，2022年05月31号公布的CN114562221A中国专利技术专利，其中万向接头与中间轴之间设有分体环、密封套管和锁紧螺母，密封套管的一端夹持在分体环和锁紧螺母之间，密封套管的另一端与中间轴的外壁贴合，密封套管上套设有将密封套管锁紧在中间轴上的喉箍，进而实现万向轴密封。
[0004]在钻井过程中，螺杆钻具的马达转子做偏心旋转运动且对上接头产生轴向方向的拉力。上接头与马达转子之间通过螺纹连接，而上接头与锁紧螺母之间同样为螺纹连接，因此锁紧螺母也承受一定的轴向拉力。
[0005]由上所述，锁紧螺母小端、橡胶密封套管大端和分体环小端的台阶面实现轴向锁紧定位，作用力传递至橡胶密封套管台阶面处且表现为拉力作用，橡胶密封套管的小端被喉箍锁紧。因此，橡胶密封套管的受力状态为小端完全固定且大端承受周期性的拉力作用，容易导致橡胶密封套管出现疲劳破损，从而使得瓣齿式万向轴密封结构出现密封失效，进一步容易引起瓣齿磨损，最终导致瓣齿万向轴的寿命降低。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供一种瓣齿式万向轴密封结构，以解决相关技术中万向轴密封结构中密封套管的受力状态为小端完全固定且大端承受周期性的拉力作用，容易造成密封套管出现疲劳破损，使得密封结构失效而导致万向轴寿命降低的问题。
[0007]本申请实施例提供了一种瓣齿式万向轴密封结构，包括：
[0008]万向轴，所述万向轴包括中间轴以及套设于所述中间轴端部的万向接头，所述中间轴与万向接头之间设置有密封套管和分体环；
[0009]密封套筒，所述密封套筒位于所述密封套管的外侧，所述密封套筒径向夹持所述密封套管以使所述密封套管与所述分体环密封连接。
[0010]一些实施例中，所述密封套筒远离所述分体环的一端沿轴向延伸并包裹所述密封套管，所述密封套筒与密封套管之间预设有供密封套管伸缩的膨胀空间。
[0011]一些实施例中，所述密封套筒内膨胀空间的直径沿远离所述分体环的方向逐渐变小。
[0012]一些实施例中，所述密封套筒远离所述分体环的一端沿轴向延伸至所述密封套管
的端部，所述密封套筒远离所述分体环的一端设置有用于轴向定位所述密封套管的定位面。
[0013]一些实施例中，所述密封套筒的外壁和万向接头的内壁过盈配合，所述密封套筒远离所述分体环的一端和中间轴之间设置有密封圈。
[0014]一些实施例中，所述密封套管远离所述分体环的一端通过喉箍固定在所述中间轴上。
[0015]一些实施例中，所述密封套筒上设置有用于径向压紧所述喉箍的压紧面。
[0016]一些实施例中，所述分体环和密封套管的连接面上设有环形沟槽，所述密封套管和分体环的连接面上设有与所述环形沟槽配合的防脱凸缘。
[0017]一些实施例中，还包括螺纹连接在所述万向接头上的锁紧螺母，所述锁紧螺母用于轴向定位所述密封套筒和分体环。
[0018]一些实施例中，所述锁紧螺母和万向接头之间设置有第一垫片，所述锁紧螺母和密封套筒之间设置有第二垫片。
[0019]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0020]本申请实施例提供了一种瓣齿式万向轴密封结构，由于万向轴包括中间轴以及套设于中间轴端部的万向接头，中间轴与万向接头之间设置有密封套管和分体环；密封套筒，密封套筒位于密封套管的外侧，密封套筒径向夹持密封套管以使密封套管与分体环密封连接。
[0021]因此，万向轴在传递扭矩和转速的过程中，马达转子做偏心旋转运动且对万向接头产生轴向拉力最终直接作用于密封套筒上，由于密封套筒在轴向上的承载作用，最终传递给密封套管的轴向压力显著降低，避免了周期性的轴向拉力导致密封套管疲劳破损，从而延长密封套管的耐用性，提升瓣齿式万向轴的使用寿命。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本申请实施例的结构示意图；
[0024]图2为本申请实施例的密封套筒的结构示意图；
[0025]图3为图1中沿A
‑
A方向的剖视图。
[0026]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0027]1、中间轴；2、万向接头；3、密封套管；31、防脱凸缘；4、分体环；41、环形沟槽；5、密封套筒；51、膨胀空间；52、定位面；53、压紧面；6、密封圈；7、喉箍；8、锁紧螺母；9、第一垫片；10、第二垫片。
具体实施方式
[0028]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]本申请实施例提供了一种瓣齿式万向轴密封结构，其能相关技术中万向轴密封结构中密封套管的受力状态为小端完全固定且大端承受周期性的拉力作用，容易造成密封套管出现疲劳破损，使得密封结构失效而导致万向轴寿命降低的问题。
[0030]参见图1至3所示，本申请实施例提供了一种瓣齿式万向轴密封结构，包括：
[0031]万向轴，万向轴包括中间轴1以及套设于中间轴1端部的万向接头2，中间轴1与万向接头2之间设置有密封套管3和分体环4；
[0032]密封套筒5，密封套筒5位于密封套管3的外侧，密封套筒5径向夹持密封套管3以使密封套管3与分体环4密封连接。
[0033]本申请实施例的瓣齿式万向轴密封结构的万向轴设置了中间轴1以及套设于中间轴1端部的万向接头2，中间轴1与万向接头2之间设置有密封套管3、分体环4以及密封套筒5，密封套筒5位于密封套管3的外侧，进而方便依次安装分体环4、密封套管3和密封套筒5，密封套筒5安装后，其内侧径向夹持密封套管3的端部以使密封套管3与分体环4形成密封。
[0034]在钻井过程中，螺杆钻具的马达转子做偏心旋转运动且对万向接头2产生轴向拉力最终直接作用于密封套筒5上，由于密封套筒5在轴向上的承载作用，最终传递给密封套管3的轴向压力显著降低，避免了周期性的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瓣齿式万向轴密封结构，其特征在于，包括：万向轴，所述万向轴包括中间轴(1)以及套设于所述中间轴(1)端部的万向接头(2)，所述中间轴(1)与万向接头(2)之间设置有密封套管(3)和分体环(4)；密封套筒(5)，所述密封套筒(5)位于所述密封套管(3)的外侧，所述密封套筒(5)径向夹持所述密封套管(3)以使所述密封套管(3)与所述分体环(4)密封连接。2.如权利要求1所述的一种瓣齿式万向轴密封结构，其特征在于：所述密封套筒(5)远离所述分体环(4)的一端沿轴向延伸并包裹所述密封套管(3)，所述密封套筒(5)与密封套管(3)之间预设有供密封套管(3)伸缩的膨胀空间(51)。3.如权利要求2所述的一种瓣齿式万向轴密封结构，其特征在于：所述密封套筒(5)内膨胀空间(51)的直径沿远离所述分体环(4)的方向逐渐变小。4.如权利要求1所述的一种瓣齿式万向轴密封结构，其特征在于：所述密封套筒(5)远离所述分体环(4)的一端沿轴向延伸至所述密封套管(3)的端部，所述密封套筒(5)远离所述分体环(4)的一端设置有用于轴向定位所述密封套管(3)的定位面(52)。5.如权利要求1所述的一种瓣齿式万向轴密封结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锐尧，肖平，关勤勤，高文林，秦菲，张小俊，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：