旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井用萬向節(jié)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井用萬向節(jié)，包括從上至下依次設(shè)置的萬向節(jié)叉Ⅰ、中間軸上節(jié)、中間軸下節(jié)及萬向節(jié)叉Ⅱ；所述萬向節(jié)叉Ⅰ和所述中間軸上節(jié)通過十字軸Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中間軸上節(jié)和所述中間軸下節(jié)通過花鍵結(jié)構(gòu)密封連接，所述中間軸下節(jié)與所述萬向節(jié)叉Ⅱ通過十字軸Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)連接；在該萬向節(jié)內(nèi)部形成有上下貫通的過液通道。本發(fā)明通過在萬向節(jié)內(nèi)部形成上下貫通的過液通道來實(shí)現(xiàn)鉆井液在萬向節(jié)中的傳輸，同時(shí)又能保證扭矩傳遞和任意方向的改變，從根本上解決了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具芯軸在工作過程中的疲勞破壞問題。
【專利說明】旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井用萬向節(jié)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于石油、天然氣等鉆探領(lǐng)域的鉆井工具，特別是一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井用萬向節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具在鉆進(jìn)過程中需要通過不斷調(diào)整鉆頭方向來實(shí)現(xiàn)井眼軌跡導(dǎo)向，特別是對于指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，它通過偏置芯軸來改變鉆頭方向，因而在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)過程中芯軸易承受疲勞應(yīng)力而破壞。此時(shí)，需要一種既能夠傳遞扭矩又能任意改變方向，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井液傳輸及有效密封的萬向節(jié)來解決指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具存在的芯軸疲勞破壞問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井用萬向節(jié)，該萬向節(jié)既能夠傳遞扭矩又能任意改變方向，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)有效密封，從而顯著提高旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具性能和壽命。
[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井用萬向節(jié)，包括從上至下依次設(shè)置的萬向節(jié)叉1、中間軸上節(jié)、中間軸下節(jié)及萬向節(jié)叉II ;所述萬向節(jié)叉I和所述中間軸上節(jié)通過十字軸I轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中間軸上節(jié)和所述中間軸下節(jié)通過花鍵結(jié)構(gòu)密封連接，所述中間軸下節(jié)與所述萬向節(jié)叉II通過十字軸II轉(zhuǎn)動(dòng)連接；
[0005]所述萬向節(jié)叉I內(nèi)設(shè)有具有一個(gè)上部入口和兩個(gè)相對下部側(cè)出口的T型液流通道I ;所述十字軸I在兩組相鄰的兩軸內(nèi)各開設(shè)有一個(gè)液流通道；所述中間軸上節(jié)內(nèi)設(shè)有具有兩個(gè)相對上部側(cè)入口和一個(gè)下部出口的T型液流通道II ;在所述十字軸I的一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板I，所述側(cè)擋板I與所述萬向節(jié)叉I密封固接，在所述萬向節(jié)叉1、所述側(cè)擋板I和所述十字軸I之間形成有連通所述十字軸I內(nèi)的液流通道入口和所述T型液流通道I出口的側(cè)過液通道I ;在所述十字軸I的另一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板II，所述側(cè)擋板II與所述中間軸上節(jié)密封固接，在所述中間軸上節(jié)、所述側(cè)擋板II和所述十字軸I之間形成有連通所述十字軸I內(nèi)的液流通道出口和所述T型液流通道II入口的側(cè)過液通道II ;所述中間軸下節(jié)內(nèi)設(shè)有具有一個(gè)上部入口和兩個(gè)相對下部側(cè)出口的T型液流通道III，所述T型液流通道III的上部入口與所述T型液流通道II的下部出口相連；所述萬向節(jié)叉II內(nèi)設(shè)有具有兩個(gè)相對上部側(cè)入口和一個(gè)下部出口的T型液流通道IV ;所述十字軸II在兩組相鄰的兩軸內(nèi)各開設(shè)有一個(gè)液流通道；在所述十字軸II的一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板IV，所述側(cè)擋板IV與所述中間軸下節(jié)密封固接，在所述中間軸下節(jié)、所述側(cè)擋板IV和所述十字軸II之間形成有連通所述T型液流通道III和所述十字軸II內(nèi)的液流通道入口的側(cè)過液通道III;在所述十字軸II的另一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板III，所述側(cè)擋板III與所述萬向節(jié)叉II密封固接，在所述萬向節(jié)叉I1、所述側(cè)擋板III和所述十字軸II之間形成有連通所述十字軸II內(nèi)的液流通道出口和所述T型液流通道IV入口的側(cè)過液通道IV ;從上至下依次連通的所述T型液流通道1、所述側(cè)過液通道1、所述十字軸I內(nèi)的液流通道、所述側(cè)過液通道I1、所述T型液流通道I1、所述T型液流通道II1、所述側(cè)過液通道II1、所述十字軸II內(nèi)的液流通道、所述側(cè)過液通道IV和所述T型液流通道IV形成鉆井液的過液通道。
[0006]所述T型液流通道III與所述T型液流通道II結(jié)構(gòu)對稱，所述T型液流通道IV和所述T型液流通道I結(jié)構(gòu)對稱，所述十字軸II內(nèi)的液流通道與所述十字軸I內(nèi)的液流通道結(jié)構(gòu)相同。
[0007]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:通過在萬向節(jié)內(nèi)部形成上下貫通的過液通道來實(shí)現(xiàn)鉆井液在萬向節(jié)中的傳輸，同時(shí)又能保證扭矩傳遞和任意方向的改變，從根本上解決了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具芯軸在工作過程中的疲勞破壞問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是圖1的A-A剖視圖；
[0010]圖3是圖1中十字軸I的B-B剖視圖；
[0011]圖4是圖1的二維爆炸視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0013]請參見圖1?圖4，一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井用萬向節(jié)，包括從上至下依次設(shè)置的萬向節(jié)叉I 1、中間軸上節(jié)6、中間軸下節(jié)7及萬向節(jié)叉II 13;所述萬向節(jié)叉I I和所述中間軸上節(jié)6通過十字軸I 4轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述十字軸I 4通過軸承I 5與所述萬向節(jié)叉I I轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述十字軸I 4通過軸承II 16與所述中間軸上節(jié)6連接。所述中間軸上節(jié)6和所述中間軸下節(jié)7通過花鍵結(jié)構(gòu)密封連接，在所述中間軸上節(jié)6與所述中間軸下節(jié)7之間設(shè)有密封環(huán)8。
[0014]所述中間軸下節(jié)7與所述萬向節(jié)叉II 13通過十字軸II 9轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述十字軸
II9通過軸承III12與所述萬向節(jié)叉II 13轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述十字軸II 9通過軸承IV 19與所述中間軸下節(jié)7連接。
[0015]關(guān)于萬向節(jié)內(nèi)鉆井液的過液通道的形成:
[0016]所述萬向節(jié)叉I I內(nèi)設(shè)有具有一個(gè)上部入口和兩個(gè)相對下部側(cè)出口的T型液流通道I 20 ;所述十字軸I 4在兩組相鄰的兩軸內(nèi)各開設(shè)有一個(gè)液流通道22 ;所述中間軸上節(jié)6內(nèi)設(shè)有具有兩個(gè)相對上部側(cè)入口和一個(gè)下部出口的T型液流通道II 24 ;在所述十字軸
I4的一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板I 2，所述側(cè)擋板I 2與所述萬向節(jié)叉I I密封固接，在所述側(cè)擋板I 2和所述萬向節(jié)叉I I之間夾設(shè)有密封環(huán)3，在所述萬向節(jié)叉I 1、所述側(cè)擋板I 2和所述十字軸I 4之間形成有連通所述十字軸I 4內(nèi)的液流通道22入口和所述T型液流通道I 20出口的側(cè)過液通道I 21 ;在所述十字軸I 4的另一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板II 14，所述側(cè)擋板II 14與所述中間軸上節(jié)6密封固接，在所述側(cè)擋板II14和所述中間軸上節(jié)6之間夾設(shè)有密封環(huán)15，在所述中間軸上節(jié)6、所述側(cè)擋板II 14和所述十字軸I 4之間形成有連通所述十字軸I 4內(nèi)的液流通道22出口和所述T型液流通道II 24入口的側(cè)過液通道II 23 ;所述中間軸下節(jié)7內(nèi)設(shè)有具有一個(gè)上部入口和兩個(gè)相對下部側(cè)出口的T型液流通道III 25，所述T型液流通道III 25的上部入口與所述T型液流通道
II24的下部出口相連；所述萬向節(jié)叉II 13內(nèi)設(shè)有具有兩個(gè)相對上部側(cè)入口和一個(gè)下部出口的T型液流通道IV 26 ;所述十字軸II 9在兩組相鄰的兩軸內(nèi)各開設(shè)有一個(gè)液流通道28 ；在所述十字軸II 9的一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板IV 17，所述側(cè)擋板IV 17與所述中間軸下節(jié)7密封固接，在所述中間軸下節(jié)7和所述側(cè)擋板IV 17之間夾設(shè)有密封環(huán)18，在所述中間軸下節(jié)7、所述側(cè)擋板IV 17和所述十字軸II 9之間形成有連通所述T型液流通道
III25和所述十字軸II 9內(nèi)的液流通道28入口的側(cè)過液通道III 27 ;在所述十字軸II 9的另一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板III10，所述側(cè)擋板III 10與所述萬向節(jié)叉II 13密封固接，在所述萬向節(jié)叉II 13和所述側(cè)擋板III10之間夾設(shè)有密封環(huán)11，在所述萬向節(jié)叉II 13、所述側(cè)擋板III10和所述十字軸II 9之間形成有連通所述十字軸II 9內(nèi)的液流通道28出口和所述T型液流通道IV 26入口的側(cè)過液通道IV 29 ;從上至下依次連通的所述T型液流通道I 20、所述側(cè)過液通道I 21、所述十字軸I 4內(nèi)的液流通道22、所述側(cè)過液通道II 23、所述T型液流通道II 24、所述T型液流通道III25、所述側(cè)過液通道III27、所述十字軸II 9內(nèi)的液流通道28、所述側(cè)過液通道IV 29和所述T型液流通道IV 26形成鉆井液的過液通道。
[0017]在本實(shí)施例中，所述T型液流通道III 25與所述T型液流通道II 24結(jié)構(gòu)對稱，所述T型液流通道IV 26和所述T型液流通道I 20結(jié)構(gòu)對稱，所述十字軸II 9內(nèi)的液流通道28與所述十字軸I 4內(nèi)的液流通道22結(jié)構(gòu)相同。
[0018]所述中間軸上節(jié)6與所述中間軸下節(jié)7通過花鍵連接，同時(shí)通過密封環(huán)8實(shí)現(xiàn)密封。
[0019]本發(fā)明的工作原理:
[0020]鉆柱旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩依次通過萬向節(jié)叉1、十字軸1、中間軸上節(jié)、中間軸下節(jié)、十字軸II和萬向節(jié)叉II傳輸至鉆頭；同時(shí)鉆井液可通過萬向節(jié)內(nèi)的鉆井液過液通道輸送至鉆頭；中間軸上節(jié)與中間軸下節(jié)通過花鍵連接，在實(shí)現(xiàn)扭矩傳遞的同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)軸向位移補(bǔ)償，并利用密封環(huán)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過程中的有效密封。
[0021]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井用萬向節(jié)，其特征在于，包括從上至下依次設(shè)置的萬向節(jié)叉1、中間軸上節(jié)、中間軸下節(jié)及萬向節(jié)叉II ;所述萬向節(jié)叉I和所述中間軸上節(jié)通過十字軸I轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中間軸上節(jié)和所述中間軸下節(jié)通過花鍵結(jié)構(gòu)密封連接，所述中間軸下節(jié)與所述萬向節(jié)叉II通過十字軸II轉(zhuǎn)動(dòng)連接； 所述萬向節(jié)叉I內(nèi)設(shè)有具有一個(gè)上部入口和兩個(gè)相對下部側(cè)出口的T型液流通道I;所述十字軸I在兩組相鄰的兩軸內(nèi)各開設(shè)有一個(gè)液流通道；所述中間軸上節(jié)內(nèi)設(shè)有具有兩個(gè)相對上部側(cè)入口和一個(gè)下部出口的T型液流通道II ;在所述十字軸I的一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板I，所述側(cè)擋板I與所述萬向節(jié)叉I密封固接，在所述萬向節(jié)叉1、所述側(cè)擋板I和所述十字軸I之間形成有連通所述十字軸I內(nèi)的液流通道入口和所述T型液流通道I出口的側(cè)過液通道I ;在所述十字軸I的另一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板II，所述側(cè)擋板II與所述中間軸上節(jié)密封固接，在所述中間軸上節(jié)、所述側(cè)擋板II和所述十字軸I之間形成有連通所述十字軸I內(nèi)的液流通道出口和所述T型液流通道II入口的側(cè)過液通道II;所述中間軸下節(jié)內(nèi)設(shè)有具有一個(gè)上部入口和兩個(gè)相對下部側(cè)出口的T型液流通道III，所述T型液流通道III的上部入口與所述T型液流通道II的下部出口相連；所述萬向節(jié)叉II內(nèi)設(shè)有具有兩個(gè)相對上部側(cè)入口和一個(gè)下部出口的T型液流通道IV ;所述十字軸II在兩組相鄰的兩軸內(nèi)各開設(shè)有一個(gè)液流通道；在所述十字軸II的一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板IV，所述側(cè)擋板IV與所述中間軸下節(jié)密封固接，在所述中間軸下節(jié)、所述側(cè)擋板IV和所述十字軸II之間形成有連通所述T型液流通道III和所述十字軸II內(nèi)的液流通道入口的側(cè)過液通道III ;在所述十字軸II的另一組相對軸的端部分別設(shè)有一側(cè)擋板III，所述側(cè)擋板III與所述萬向節(jié)叉II密封固接，在所述萬向節(jié)叉I1、所述側(cè)擋板III和所述十字軸II之間形成有連通所述十字軸II內(nèi)的液流通道出口和所述T型液流通道IV入口的側(cè)過液通道IV ;從上至下依次連通的所述T型液流通道1、所述側(cè)過液通道1、所述十字軸I內(nèi)的液流通道、所述側(cè)過液通道I1、所述T型液流通道I1、所述T型液流通道II1、所述側(cè)過液通道II1、所述十字軸II內(nèi)的液流通道、所述側(cè)過液通道IV和所述T型液流通道IV形成鉆井液的過液通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井用萬向節(jié)，其特征在于，所述T型液流通道III與所述T型液流通道II結(jié)構(gòu)對稱，所述T型液流通道IV和所述T型液流通道I結(jié)構(gòu)對稱，所述十字軸II內(nèi)的液流通道與所述十字軸I內(nèi)的液流通道結(jié)構(gòu)相同。
【文檔編號(hào)】E21B17/05GK103452498SQ201310428143
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】李洪濤, 牛文鐵, 李遠(yuǎn)志, 李帥 申請人:天津大學(xué)