[实用新型]万向轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及螺杆钻具领域，具体是一种万向轴。

背景技术

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。

实用新型内容

为了克服现有的传统活瓣式万向轴容易脱开的不足，本实用新型提供了一种万向 轴，以达到防止脱开的目的。

本实用新型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。

本实用新型的有益效果是，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，并且本实用新型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