專利名稱：非螺紋式傳動軸連接結構的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種適用于機械傳動軸的非螺紋式傳動軸連接結構，該結 構采用花鍵及特殊設計的非圓截面軸孔插接等方式實現(xiàn)傳動軸與其他軸體零 件的連接，滿足傳遞扭矩需要的同時能夠提高傳動軸的性能。
背景技術：
螺桿鉆具是當前石油天然氣鉆井行業(yè)中所使用的重要工具之一，尤其是 在定向井、水平井以及多分支井作業(yè)中更是不可或缺的必備工具。傳動軸是 螺桿鉆具中的關鍵部件之一，其下面連接鉆頭，上面通過萬向節(jié)連接鉆具的
動力輸出部分——馬達，起動力輸出的作用。傳統(tǒng)的螺桿鉆具中，傳動軸的 連接方式都是各種螺紋連接，雖然簡單實用但也存在一些問題。
螺桿鉆具是一種井下馬達，能夠在井底把鉆井介質的壓能轉換成帶動鉆 頭旋轉的機械能。傳統(tǒng)的轉盤鉆井是用地面的轉盤帶動整個鉆柱和鉆頭一起 旋轉鉆進，直接傳遞機械能；螺桿鉆具則不需要開動轉盤就可以帶動鉆頭鉆 進?；谶@個特點，先前螺桿鉆具主要用于定向井、水平井的造斜作業(yè)。在 造斜作業(yè)中，轉盤是鎖死的，不允許轉動的。隨著鉆井工業(yè)的不斷發(fā)展，出 于節(jié)約成本、提高效率的需要，許多新的鉆井方式、方法不斷被采用，復合 鉆井就是一例。復合鉆井就是螺桿鉆具與轉盤同時開動的鉆井方式，采用復 合鉆能夠減少起下鉆的次數(shù)，大大提高機械鉆速，有利于節(jié)約鉆井成本。當 前，復合鉆正在被越來越多的鉆井工作者認識和采用。然而復合鉆在給使用 者帶來效益的同時，給井下鉆井工具帶來了新的挑戰(zhàn)，使得井下工具的工作 負荷成倍增加，這樣，就要求螺桿鉆具具有更高的機械性能。另外，隨著鉆 探地域的擴大，螺桿鉆具也被越來越多的推向難于鉆探的復雜區(qū)塊，如超硬 研磨地層、含硫地層等，這些為井下工具同樣帶來了挑戰(zhàn)。
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傳統(tǒng)螺桿鉆具的傳動軸與其他軸體的連接都是螺紋連接的方式，此處螺 紋連接的主要功能就是傳遞扭矩。但井下工況十分惡劣，傳動軸在工作中受 力情況是十分復雜的，除扭矩外還不可避免的受到彎曲、沖擊等作用，這就 對傳動軸的機械強度等性能提出了很高的要求。傳統(tǒng)的螺紋連接需要在傳動 軸上加工螺紋，螺紋的自身結構決定了螺紋部位往往容易產(chǎn)生應力集中，從 而會大大降低傳動軸的整體強度，遇到過大負荷時容易斷裂失效。隨著現(xiàn)今 復合鉆、復雜地區(qū)螺桿鉆具鉆井的推廣，螺桿鉆具傳動軸的工作負荷越來越 大，斷裂事故時有發(fā)生，而且有逐漸增多的趨勢，而斷裂大多數(shù)都發(fā)生在螺 紋連接的部位，可以說，螺紋連接正在成為制約傳動軸性能提升的薄弱環(huán)節(jié)， 漸感難以適應當前鉆井行業(yè)的發(fā)展趨勢。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種非螺紋式傳動軸連接結構，采用花鍵、 非圓截面軸孔插接等方式代替螺紋連接來傳遞扭矩，可以有效的減少通過螺 紋結構和加工產(chǎn)生的應力集中，使得傳動軸的機械強度等性能得到提高，有 利于提高螺桿鉆具的整體性能，延長其使用壽命。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的包括傳動軸l、傳動軸2、結合面3，傳動軸 l與傳動軸2連接，在傳動軸1與傳動軸2之間設有結合面3，結合面3為非 圓形。
本實用新型還采用如下技術方案
結合面3呈凹凸的花鍵形式。
結合面3或者是橢圓形，或者是不規(guī)則的非圓形。
本結構是來用花鍵、非圓截面軸孔插接配合等方式實現(xiàn)傳動軸與其他軸 體的連接，滿足傳遞扭矩需要的同時提高傳動軸的機械性能，有利于提高螺 桿鉆具的整體性能，延長使用壽命。

附圖1為本實用新型的結構示意附圖2為本實用新型結合面3為花鍵的結構示意圖； 附圖3為本實用新型結合面3為不規(guī)則的非圓形的結構示意圖； 附圖4為本實用新型結合面3為橢圓形的結構示意圖。
具體實施方式

如附圖1所示，包括傳動軸1、傳動軸2、結合面3，傳動軸1與傳動軸 2連接，在傳動軸1與傳動軸2之間設有結合面3，結合面3為非圓形。 如附圖2所示，結合面3呈凹凸的花鍵形式。 如附圖3所示，結合面3為不規(guī)則的非圓形的結構。 如附圖4所示，結合面3為橢圓形的結構。
本實用新型是一種在螺桿鉆具上適用的新型傳動軸連接結構，采用花鍵、 非圓截面軸孔插接等方式代替螺紋連接來傳遞扭矩，有效的改善了螺紋結構 中的應力集中間題，在一定程度上提高了傳動軸的承載能力，避免工作扭矩 過大時傳動軸斷裂失效現(xiàn)象。針對這一問題，我們設計了這種非螺紋式的連 接結構。
權利要求1.非螺紋式傳動軸連接結構，包括傳動軸(1)、傳動軸(2)、結合面(3)，傳動軸(1)與傳動軸(2)連接，其特征在于在傳動軸(1)與傳動軸(2)之間設有結合面(3)，結合面(3)為非圓形。
2. 根據(jù)權利要求l所述的非螺紋式傳動軸連接結構，其特征在于結合 面(3)呈凹凸的花鍵形式。
3. 根據(jù)權利要求l所述的非螺紋式傳動軸連接結構，其特征在于結合面(3)或者是橢圓形，或者是不規(guī)則的非圓形。
專利摘要一種適用于機械傳動軸的非螺紋式傳動軸連接結構，包括傳動軸(1)、傳動軸(2)、結合面(3)，在傳動軸(1)與傳動軸(2)之間設有結合面(3)，結合面(3)為非圓形，采用花鍵、非圓截面軸孔插接等方式代替螺紋連接來傳遞扭矩，有效的改善了螺紋結構中的應力集中問題，在一定程度上提高了傳動軸的承載能力，避免工作扭矩過大時傳動軸斷裂失效現(xiàn)象。針對這一問題，我們設計了這種非螺紋式的連接結構，該結構采用花鍵及特殊設計的非圓截面軸孔插接等方式實現(xiàn)傳動軸與其他軸體零件的連接，滿足傳遞扭矩需要的同時能夠提高傳動軸的性能。
文檔編號F16B3/00GK201057188SQ200720104290
公開日2008年5月7日 申請日期2007年4月17日 優(yōu)先權日2007年4月17日
發(fā)明者周智勇, 萌 李, 羅西超, 黃衍福 申請人:中國石油天然氣集團公司;北京石油機械廠