[發明專利]一種動態指向式旋轉導向鉆井工具的傳力關節軸承

有效

• 申請號: 201710420222.2
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107165935B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 張光偉;孫學珍;李慶偉
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: F16C23/06
• 分類號: F16C23/06;E21B17/05
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 強宏超

1.一種動態指向式旋轉導向鉆井工具的傳力關節軸承，其特征在于：包括安裝在旋轉外套(10)內的球形殼(3)、鋼球Ⅰ(4)、導向架(5)、鋼球Ⅱ(7)，球形套(8)和導向軸(11)；

球形殼(3)、導向架(5)和球形套(8)依次安裝在中間設有液體流道的導向軸(11)上，導向軸(11)一端連接有鉆頭(13)；

所述球形殼(3)和導向架(5)之間沿圓周方向安裝有多個能夠使二者沿徑向產生相對滑動的鋼球Ⅰ(4)，球形殼(3)和導向架(5)通過鋼球Ⅰ(4)滑動配合，導向架(5)和球形套(8)之間沿圓周方向安裝有多個能夠使二者沿徑向產生相對滑動的鋼球Ⅱ(7)，導向架(5)和球形套(8)通過鋼球Ⅱ(7)滑動配合；球形殼(3)和球形套(8)與旋轉外套(10)固定連接，導向架(5)固定安裝在導向軸(11)上，球形殼(3)和球形套(8)與導向軸(11)之間預留有導向軸(11)擺動的間隙，導向架(5)與旋轉外套(10)之間預留有導向架(5)擺動的間隙；所述球形殼(3)靠近鉆頭的一側設有密封結構(2)，密封結構(2)安裝在扶正器內，密封結構一側與旋轉外套(10)固定連接，另一側與扶正器固定連接；

球形殼(3)和導向架(5)之間，導向架(5)和球形套(8)之間通過鋼球Ⅰ(4)和鋼球Ⅱ(7)滑動配合使導向架(5)與球形殼(3)和球形套(8)發生相對滑動，實現導向軸(11)擺動導向的功能，導向架(5)與球形殼(3)和球形套(8)之間的滑動軌跡是圓弧；

導向架(5)通過花鍵(12)和螺釘(6)安裝在導向軸(11)上；導向軸(11)上的外花鍵與導向架(5)上的內花鍵配合，最終將旋轉外套(10)產生的扭矩傳遞給導向軸(11)，帶動鉆頭(13)破巖；

導向架(5)上均布有三個螺紋孔，導向軸(11)表面均布有三個螺紋孔，三個螺釘(6)插入螺紋孔將導向架(5)固定在導向軸(11)上，通過螺釘(6)將扭矩傳遞給導向軸，最終將扭矩通過導向軸(11)傳遞給鉆頭進行破巖；

球形套(8)外周面上均布有8個相同的下半圓形凹槽，與球形套(8)配合的旋轉外套(10)的內部有8個相同的上半圓形凹槽，上下凹槽配合形成一個完整圓形，8個圓柱銷(9)分別插入這8個圓形凹槽內，將旋轉外套的(10)的扭矩傳遞給球形套(8)。

2.根據權利要求1所述的動態指向式旋轉導向鉆井工具的傳力關節軸承，其特征在于：導向架(5)兩側面為凸向一致的兩個球面，導向架(5)的外球面與球形殼(3)配合，導向架(5)的內球面與球形套(8)配合，球形殼(3)和球形套(8)與導向架(5)的配合面均為球面；導向架(5)的內外球面上周向等分的開有多條溝道，球形殼(3)和球形套(8)的球面上開設有與導向架(5)溝道位置對應的球窩，鋼球Ⅰ(4)和鋼球Ⅱ(7)分別安裝在球形殼(3)和球形套(8)的球窩內，溝道與鋼球共軛接觸；球形殼(3)和球形套(8)通過鋼球Ⅰ(4)和鋼球Ⅱ(7)將旋轉外套(10)產生的扭矩傳遞給導向架(5)。

3.根據權利要求1所述的動態指向式旋轉導向鉆井工具的傳力關節軸承，其特征在于：導向架(5)兩側球面上各均布有12條溝道，球形殼(3)和球形套(8)的球面上各開設有與溝道位置對應的12個球窩。