[發明專利]反沖減少的鉸接萬向接頭

在審

• 申請號: 201880048585.0
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN110945205A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: S·里奇;C·費德馬
• 申請（專利權）人: 渦輪鉆具工業公司
• 主分類號: E21B4/00
• 分類號: E21B4/00;E21B4/02;F16B3/00;F16D1/06;F16D3/16;F16H55/18;F16H55/24;F16H55/28;F16H57/12
• 代理公司: 北京世峰知識產權代理有限公司 11713
• 代理人: 卓霖;許向彤

萬向接頭包括接頭殼體和接頭軸。接頭殼體包括具有一個或多個凹口的承窩。接頭軸包括位于接頭殼體的承窩中的頭部。頭部包括與承窩的凹口相對應的一個或多個凸角。萬向接頭包括位于每個凸角驅動面與每個凹口驅動面之間的驅動鍵和位于每個凸角背面與每個凹口背面之間的防反沖鍵。

相關申請的交叉引用

本申請是非臨時申請，其要求2017年7月27日提交的美國臨時申請號62/537,607的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本公開總體上涉及動力傳輸機構，并且具體地涉及萬向接頭。

背景技術

在鉆探操作期間，可以通過整個鉆柱的旋轉或通過使用井下馬達來旋轉鉆頭。典型的井下馬達是包括螺桿式泵(progressive cavity pump)或Moineau泵的正排量馬達。傳統上，螺桿式泵包括一個定子和一個多葉偏心旋轉的轉子。流經定子的流體流導致轉子偏心旋轉。偏心旋轉通常通過傳輸組件傳遞到同心旋轉的驅動軸。在某些情況下，傳輸組件包括通過萬向接頭聯接至驅動軸和轉子的傳動軸。由于井下馬達用于沿單個方向旋轉鉆頭，因此萬向接頭通常設計為沿一個方向傳遞旋轉力。但是，在某些操作或操作條件期間，鉆頭和驅動軸的旋轉可能會相對于傳動軸突然增加速度，從而在萬向接頭上產生相反方向的突然旋轉載荷。例如，但不限于，這種速度變化可能是由于當井下馬達停止和啟動時由于諸如鉆頭的粘滑之類的摩擦效應引起的，其中由于鉆頭與地層之間的摩擦效應而使鉆頭周期性地停止，或在井下馬達的其他操作過程中使鉆頭周期性地停止。萬向接頭內的反沖(定義為相鄰活動部件之間的松動或游隙)可能會損壞萬向接頭的部件，因為萬向接頭的部件被施加負荷的方向與通常的方向相反。在某些情況下，反沖可能會使萬向接頭的各個部件突然相互接觸，從而給這些部件造成沖擊負荷。

發明內容

本公開提供了一種萬向接頭。萬向接頭可包括接頭殼體。接頭殼體可包括具有凹口的承窩。凹口可以包括凹口驅動面和凹口背面。萬向接頭可包括具有頭部的接頭軸。頭部可以位于承窩中。頭部可包括與承窩的凹口相對應的凸角。凸角可包括與凹口驅動面相對應的凸角驅動面和與凹口背面相對應的凸角背面。萬向接頭可包括位于凸角驅動面和凹口驅動面之間的驅動鍵。萬向接頭可包括位于凸角背面和凹口背面之間的防反沖鍵。

本公開還提供了一種井下工具。井下工具可以包括泥漿馬達，該泥漿馬達包括定子和轉子。井下工具可以包括驅動軸。井下工具可以包括傳動軸，該傳動軸通過萬向接頭聯接至轉子和驅動軸中的至少一個。萬向接頭可包括接頭殼體。接頭殼體可包括具有凹口的承窩。凹口可以包括凹口驅動面和凹口背面。接頭殼體可以機械地聯接到轉子或驅動軸。萬向接頭可包括具有頭部的接頭軸。頭部可以位于承窩中。頭部可包括與承窩的凹口相對應的凸角。凸角可包括與凹口驅動面相對應的凸角驅動面和與凹口背面相對應的凸角背面。接頭軸可以機械地聯接到傳動軸。萬向接頭可包括位于凸角驅動面和凹口驅動面之間的驅動鍵。萬向接頭可包括位于凸角背面和凹口背面之間的防反沖鍵。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述中可以最好地理解本公開。要強調的是，根據行業中的標準做法，各種特征未按比例繪制。實際上，為了清楚起見，各種特征的尺寸可以任意增加或減小。

圖1是具有與本公開的至少一個實施例一致的萬向接頭的井下工具的局部示意性截面圖。

圖2A是與本公開的至少一個實施例一致的萬向接頭的側視圖。

圖2B是與本公開的至少一個實施例一致的萬向接頭的側視圖。

圖3是圖2B的萬向接頭的局部截面圖。

圖4是圖2B的在A-A線截取的萬向接頭的截面圖。

圖5是圖4的在B-B線截取的萬向接頭的截面圖。

圖6是圖4的在C-C線截取的萬向接頭的截面圖。