[发明专利]同轴减速器

说明书

本发明涉及油气能源开采设备技术领域，是一种同轴减速器，包括外筒总成和减速传动管串，在外筒总成内设有能相对其自行转动的减速传动管串，减速传动管串与外筒总成之间形成能上下连通的过液通道；所述减速传动管串包括由上至下依次分布的输入轴、万向传动轴、齿轮轴、内齿圈和输出轴，输入轴和输出轴为同轴分布，齿轮轴的轴线与输入轴的轴线呈平行分布且两者不重合，输入轴的下端与齿轮轴的上端之间传动连接有能实现偏轴扭矩传递的万向传动轴。本发明使输入轴作为高速轴，通过齿轮轴和内齿圈的啮合传动，实现了减速增扭的目的，使得输出轴能保持低速大扭矩转动，且输出轴作为低速轴还能与输入轴保持同轴转动。

技术领域

本发明涉及油气能源开采设备技术领域，是一种同轴减速器。

背景技术

高速井下动力钻具如涡轮钻具在油田钻井领域应用广泛。这种钻具一般工作转速较高（通常大于1000r/min），为合适地满足现场应用，更好地发挥动力钻具性能，通常可以选择安装减速器来降低工作转速，提高输出扭矩。

由于工作条件需要，这类减速器需要满足两个最基本的要求：第一，输入、输出轴同轴。第二，输入、输出轴转向一致。通常，井下动力钻具选择使用行星齿轮减速器做为减速器类型，并且这类产品已经有大量成功应用。根据行星齿轮减速器的特征，通常结构为在齿圈内套装太阳轮，太阳轮与齿圈的环空腔内沿圆周啮合有多个行星齿轮，多个行星齿轮的轴处连接形成行星齿轮架，在传动过程中，一般采用太阳轮输入，齿圈固定，行星齿轮架输出的方案。

就上述类型的行星齿轮减速器面临的一个难题是：在小井眼（比如小于8.5in的井）井中，由于最大外径限制，行星齿轮减速器就显得结构相对复杂了。复杂就表现在行星齿轮减速器必须需要太阳轮、行星轮、齿圈、行星架这几类基本零件，复杂的结构、较多内部零件，使得减速器外径尺寸较大。从而难以实现采用大模数齿轮传动，因为随着模数的增加，在传动比不变的情况下，意味着需要更大的尺寸，这与小井眼形成了尖锐的矛盾，难以解决。相反，在传动比不变的情况下，如果减小齿轮模数降低减速器尺寸，就意味着降低了齿轮的抗弯曲强度，在泥浆中工作的齿轮更容易磨损，断齿，这与齿轮的设计思路是相背的。

因此，目前在小直径井眼中并无适合的减速器，而采用行星齿轮减速器，则存在结构复杂，设计难度，大不易实现，并且可靠性也难以得到保证。

发明内容

本发明提供了一种同轴减速器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有小直径井眼并无适合的减速器，采用行星齿轮减速器又存在结构复杂，设计难度，大不易实现，并且可靠性也难以得到保证的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种同轴减速器，包括外筒总成和减速传动管串，在外筒总成内设有能相对其自行转动的减速传动管串，减速传动管串与外筒总成之间形成能上下连通的过液通道；所述减速传动管串包括由上至下依次分布的输入轴、万向传动轴、齿轮轴、内齿圈和输出轴，输入轴、齿轮轴和输出轴均限位安装于外筒总成内，输入轴和输出轴为同轴分布，齿轮轴的轴线与输入轴的轴线呈平行分布且两者不重合，输入轴的下端与齿轮轴的上端之间传动连接有能实现偏轴扭矩传递的万向传动轴，齿轮轴的下部设有外齿轮部，内齿圈的上部设有内齿轮部，内齿轮部位于外齿轮部外侧且两者啮合在一起，内齿圈的下部与输出轴的上部固定安装在一起且两者呈同轴分布。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述输入轴与外筒总成之间设可有轴承组件，对应齿轮轴位置的外筒总成内侧设有上下贯通的偏心安装通道，齿轮轴位于偏心安装通道内且两者之间设有能使两者保持相对平滑转动的轴承组件，输出轴与外筒总成之间设有轴承组件；所述轴承组件呈环状，位于轴承组件内侧的关联部件称为内部件，位于轴承外侧的关联部件称为外部件，所述轴承组件能对内部件形成轴向限位，且所述轴承组件能使内部件相对外部件平滑转动。