[實用新型]萬向軸

有效

• 申請號: 201521132903.1
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN205297382U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 羅西超;李萌;聶潔凈;楊錳;王宇鵬;烏崧然;于興勝;劉鳳
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院;北京石油機械廠
• 主分類號: E21B17/20
• 分類號: E21B17/20;E21B4/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 朱坤鵬

技術領域

本實用新型涉及螺桿鉆具領域，具體是一種萬向軸。

背景技術

螺桿鉆具是當前國內外石油、天然氣鉆井領域中應用最為廣泛的一種井下動力鉆 具，尤其在定向井、水平井中起著不可替代的作用，隨著現代鉆井技術的不斷發展， 尤其是隨著復合鉆井的推廣，螺桿鉆具在鉆井作業中扮演的職能越來越多，作用也越 來越大。

萬向軸是螺桿鉆具中的一個重要組成部件，在螺桿鉆具中它上端連接螺桿鉆具動 力短節中的轉子，下端連接輸出端的傳動軸，其作用是將動力短節轉化的機械運動傳 遞到輸出端進而驅動鉆頭旋轉。它既承載輸出的扭矩、軸向壓力、傳遞輸出轉速，又 同時把轉子偏心的轉動形式轉化為傳動軸定心的轉動形式，具有不可替代的作用。

一般螺桿鉆具的萬向軸有傳統活瓣式、撓軸式、球鉸式等類型。傳統活瓣式萬向 軸結構簡單、成本低但使用中容易脫開，造成使用壽命相對較低。撓軸式結構簡單、 壽命長但對材料性能要求高、成本高且尺寸較長。球鉸式成本適中，使用壽命居中但 結構相對復雜、加工難度大，不適宜在小尺寸鉆具中應用。

實用新型內容

為了克服現有的傳統活瓣式萬向軸容易脫開的不足，本實用新型提供了一種萬向 軸，以達到防止脫開的目的。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種萬向軸，該萬向軸包括同 軸依次連接的轉子接頭、第一內球座、連接桿、第二內球座和水帽接頭；第一內球座 的兩端分別與轉子接頭和連接桿卡接，第二內球座的兩端分別與水帽接頭和連接桿卡 接，轉子接頭能夠相對于連接桿擺動，水帽接頭也能夠相對于連接桿擺動，當轉子接 頭轉動時，轉子接頭能夠依次通過第一內球座、連接桿和第二內球座帶動水帽接頭同 步轉動。

進一步地，該第一內球座包括柱狀本體和卡接凹槽，卡接凹槽設置于柱狀本體朝 向連接桿的一端，柱狀本體朝向連接桿的一端插接于連接桿的一端內。

進一步地，連接桿的一端設置有軸向容納孔，該第一內球座的一端置于該軸向容 納孔內，連接桿的一端的側壁內還設置有與卡接凹槽相對應的徑向卡接孔，該徑向卡 接孔與該軸向容納孔連通，該徑向卡接孔內設置有擋銷，擋銷的一端插設于卡接凹槽 內，第一內球座通過擋銷與第一內球座卡接固定。

進一步地，第一內球座還包括至少兩個冠狀凸起，該至少兩個冠狀凸起均布于柱 狀本體朝向轉子接頭的一端的外周面上，每個該冠狀凸起朝向轉子接頭的一端的端面 與柱狀本體朝向轉子接頭的一端的端面均向外凸并且位于同一個球體的外球面上，該 球體的球心位于柱狀本體的軸線上，第一內球座能夠通過冠狀凸起與轉子接頭卡接固 定，轉子接頭能夠相對于第一內球座擺動。

進一步地，轉子接頭的一端設置有階梯孔，該階梯孔包括第一內部孔段和第一外 部孔段，第一內部孔段通過第一外部孔段與轉子接頭的外部連通，該第一內部孔段能 夠容納第一內球座的冠狀凸起，冠狀凸起能夠在第一內部孔段轉動，該第一內部孔段 與該第一外部孔段的連接處形成卡接端面，轉子接頭能夠通過冠狀凸起與該卡接端面 卡接配合阻擋第一內球座脫離轉子接頭。

進一步地，該第一外部孔段的內表面用于使轉子接頭相對于第一內球座做圓錐擺 運動的錐形面，該錐形面的頂端朝向第一內部孔段。

進一步地，該第一內部孔段內固定有外球座，外球座的軸線與轉子接頭的軸線重 合，外球座與第一內球座朝向轉子接頭的一端的端面抵接，外球座和第一內球座相接 觸的接觸面相匹配。

進一步地，柱狀本體為圓柱狀，冠狀凸起在垂直于柱狀本體的軸線的平面上的投 影呈弧形，每個冠狀凸起的大小和形狀均相同，該至少兩個該冠狀凸起與柱狀本體為 一體式結構。

進一步地，轉子接頭上設置有用于與螺桿鉆具的轉子連接的外螺紋，水帽接頭上 設有用于該螺桿鉆具的傳動軸連接的內螺紋。

進一步地，第二內球座和水帽接頭之間的連接結構與轉子接頭和第一內球座之間 的連接結構完全相同，第二內球座和連接桿之間的連接結構與第一內球座和連接桿之 間的連接結構完全相同。

本實用新型的有益效果是，通過設置第一內球座和第二內球座，使萬向軸具備防 脫功能，有利于提高使用壽命。

把活瓣接頭與水帽接頭做成一體，使得結構更加緊湊，有利于節省空間、降低成 本，并且本實用新型的萬向軸更適合于在小尺寸螺桿鉆具中使用，尤其是與連續油管 配合的尺寸更易受限的螺桿鉆具中推廣應用。

附圖說明