專利名稱：螺桿鉆具萬向節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆井裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鉆定向井時(shí) 使用的螺桿鉆具萬向節(jié)。
背景技術(shù)：
在石油、地質(zhì)勘探鉆井施工中，經(jīng)常使用導(dǎo)向螺桿鉆具完成定向井 或水平井。在螺桿鉆具下端連接有萬向節(jié)，萬向節(jié)的下端連接有傳動(dòng) 軸，傳動(dòng)軸的下端連接有鉆頭。螺桿鉆具為定向鉆井作業(yè)提供旋轉(zhuǎn)動(dòng) 力。螺桿鉆具馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩和轉(zhuǎn)速通過萬向節(jié)傳遞到傳動(dòng)軸，再傳 遞到鉆頭。
目前，螺桿鉆具萬向節(jié)普遍采用花瓣式萬向節(jié)，常用的萬向節(jié)是將 空心鋼管沿徑向切割成兩個(gè)相互嚙合的花瓣體，花瓣體的端部有多個(gè) 花瓣齒，相鄰的花瓣齒之間具有縫隙，該縫隙即是萬向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的空間， 每個(gè)花瓣齒的齒頂寬度大于其齒根的寬度，花瓣齒磨損不太嚴(yán)重的情 況下，兩個(gè)花瓣題不會(huì)軸向脫開。隨著花瓣齒的磨損加大，其相鄰花 瓣齒的間隙逐漸增大，當(dāng)花瓣齒磨損到一定的程度時(shí)，兩個(gè)花瓣體就 會(huì)軸向脫開，影響導(dǎo)向螺桿鉆具的整體壽命。由于花瓣本身結(jié)構(gòu)的特
點(diǎn)，造成其使用壽命較短， 一般在60 160小時(shí)左右，達(dá)不到鉆井使 用要求?；ò挲X間隙大小是磨損報(bào)廢的重要指標(biāo)，花瓣齒磨損到一定 程度后，花瓣萬向軸會(huì)脫開。此時(shí)需要起鉆，拆開螺桿鉆具，更換萬 向節(jié)，很麻煩，既費(fèi)工、又費(fèi)力，影響鉆井進(jìn)尺。
中國專利授權(quán)公告號(hào)CN 200943650Y，提供了一種"花瓣式萬向軸"。 授權(quán)公告號(hào)CN 2504397Y，提供了一種"螺桿鉆具萬向節(jié)"。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種螺桿鉆具萬向節(jié)，通過改變螺桿鉆 具萬向節(jié)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)提高螺桿鉆具萬向節(jié)的使用壽命；另外，增大萬
向節(jié)的角度，縮短萬向節(jié)的軸向長度，從而縮短整個(gè)螺桿鉆具的長度。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是螺桿鉆具萬向節(jié)，主要包括聯(lián)接接 頭、外球面體接頭、內(nèi)球面壓蓋、內(nèi)球面體接頭和螺釘。其特征在于-聯(lián)接接頭的一端有外螺紋，另一端有內(nèi)螺紋。聯(lián)接接頭的內(nèi)螺紋端連 接在外球面體接頭的上端。外球面體接頭一端有外螺紋，外球面體接 頭另一端外壁形狀為球體。內(nèi)球面壓蓋外形為圓柱體，內(nèi)球面壓蓋的 一端有中心孔，另一端有半球形凹槽。內(nèi)球面體接頭一端為圓柱體， 另一端有外螺紋。在內(nèi)球面體接頭的圓柱體端面上有半球形凹槽。內(nèi) 球面壓蓋的半球形凹槽與內(nèi)球面體接頭的半球形凹槽相對(duì)形成球形空 間。外球面體接頭的球體在球形空間內(nèi)。在外球面體接頭的球體表面 均勻分布有弧形槽，在所述的球形空間內(nèi)表面均勻分布有弧形槽，外 球面體接頭的球體表面的弧形槽與在所述的球形空間內(nèi)表面的弧形槽 相對(duì)組成弧形鋼球滾道。每個(gè)弧形鋼球滾道內(nèi)有一個(gè)鋼球。內(nèi)球面壓 蓋和內(nèi)球面體接頭之間采用螺釘固定。
為了能使鉆井液循環(huán)，在內(nèi)球面體接頭的上有鉆井液流道，內(nèi)球面 體接頭外螺紋端有中心孔。內(nèi)球面體接頭的鉆井液流道與中心孔連通。
鉆井液流道的數(shù)量在1 6個(gè)之間。
所述的弧形鋼球滾道的數(shù)量為2 30個(gè)。
為了使外球面體接頭的球體與球形空間內(nèi)表面能得到潤滑，在聯(lián)接 接頭上有壓力傳遞孔。在外球面體接頭上有中心通孔。在中心通孔內(nèi) 有平衡活塞。在平衡活塞下部的中心通孔內(nèi)有潤滑劑。在平衡活塞的 下部裝滿潤滑劑，當(dāng)液壓壓力通過壓力傳遞孔并推動(dòng)平衡活塞向下運(yùn) 動(dòng)，將潤滑劑送入弧形鋼球滾道。為了減少潤滑劑的流失，為了鉆井液不能進(jìn)入，在內(nèi)球面壓蓋的半 球形凹槽內(nèi)有防塵密封圈。
為了提高安裝精度，所述的螺釘采用的是定位螺栓。 本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型螺桿鉆具萬向節(jié)，改變了常用 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)，利用球形體結(jié)構(gòu)增大了螺桿鉆具萬向節(jié)的角度；機(jī)構(gòu)緊 湊，縮短了萬向節(jié)的總體長度；提高螺桿鉆具萬向節(jié)的使用壽命，使 用本實(shí)用新型螺桿鉆具萬向節(jié)能提高定向井、水平井施工造斜率。


圖1是本實(shí)用新型螺桿鉆具萬向節(jié)結(jié)構(gòu)剖面示意圖。 圖2是圖1的剖視圖。
圖中，l.聯(lián)接接頭，2.壓力傳遞孔，3.外球面體接頭，4.平衡活塞， 5.中心通孔，6.內(nèi)球面壓蓋，7.弧形鋼球滾道，8.鋼球，9.鉆井液流 道，10.內(nèi)球面體接頭，ll.螺釘，12.防塵密封圈。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:以一個(gè)通徑為20毫米的螺桿鉆具萬向節(jié)為例，對(duì)本實(shí) 用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參閱圖l。本實(shí)用新型螺桿鉆具萬向節(jié)，有聯(lián)接接頭l、外球面體
接頭3、平衡活塞4、內(nèi)球面壓蓋6、內(nèi)球面體接頭10、螺釘11和防 塵密封圈12。
聯(lián)接接頭1的一端有外螺紋，外螺紋采用27/8" API鉆桿扣(內(nèi)平 扣)。外螺紋是連接螺桿鉆具轉(zhuǎn)子用。另一端有內(nèi)螺紋。內(nèi)螺紋采用 M56X3扣。聯(lián)接接頭1的內(nèi)螺紋端連接在外球面體接頭3的上端。外 球面體接頭3的一端有外螺紋，外球面體接頭3的另一端外壁形狀為 球體。球體的直徑為80毫米。內(nèi)球面壓蓋6外形為圓柱體，圓柱體直徑lll毫米。內(nèi)球面壓蓋6 的一端有中心孔。中心孔是外球面體接頭3穿過的孔。內(nèi)球面壓蓋6 另一端有半球形凹槽。半球形凹槽的半徑為40毫米。
內(nèi)球面體接頭IO—端為圓柱體，圓柱體直徑lll毫米。內(nèi)球面體 接頭10另一端有外螺紋。外螺紋采用的是27/8〃 API鉆桿扣(內(nèi)平扣)。 在內(nèi)球面體接頭10的圓柱體端面上有半球形凹槽。半球形凹槽的半徑 為40毫米。
內(nèi)球面壓蓋6的半球形凹槽與內(nèi)球面體接頭10的半球形凹槽相對(duì) 形成球形空間。外球面體接頭3的球體在球形空間內(nèi)。在外球面體接 頭3的球體表面均勻分布有12個(gè)弧形槽，在所述的球形空間內(nèi)表面均 勻分布有12個(gè)弧形槽，外球面體接頭3的球體表面的弧形槽與在所述 的球形空間內(nèi)表面的弧形槽相對(duì)組成12個(gè)弧形鋼球滾道7。每個(gè)弧形 鋼球滾道7內(nèi)有一個(gè)鋼球8。鋼球8的作用是傳遞螺桿鉆具轉(zhuǎn)子傳來的 扭矩。
參閱圖2。內(nèi)球面壓蓋6和內(nèi)球面體接頭IO之間采用12個(gè)螺釘11 固定。參閱圖l。螺釘ll采用的是定位螺栓。
在內(nèi)球面體接頭10的上有3個(gè)斜孔，斜孔是鉆井液流道9。內(nèi)球 面體接頭10外螺紋端有中心孔。中心孔直徑為50毫米。內(nèi)球面體接 頭10的鉆井液流道9與中心孔連通，鉆井液能通過鉆井液流道9和中 心孔，并循環(huán)到鉆頭水眼。
在聯(lián)接接頭1上有一個(gè)壓力傳遞孔2。在外球面體接頭3上有中心 通孔5。在中心通孔5內(nèi)有一個(gè)平衡活塞4。在平衡活塞4的下部裝滿 潤滑劑，當(dāng)液壓壓力通過壓力傳遞孔2并推動(dòng)平衡活塞4向下運(yùn)動(dòng)， 將潤滑劑加壓送入弧形鋼球滾道7,并潤滑球面體接頭3的球體表面。
在內(nèi)球面壓蓋6的半球形凹槽內(nèi)有一道防塵密封圈12。防塵密封 圈12起到減少潤滑劑的流失，防止鉆井液進(jìn)入萬向節(jié)內(nèi)部的作用。
權(quán)利要求1、一種螺桿鉆具萬向節(jié)，主要包括聯(lián)接接頭(1)、外球面體接頭(3)、內(nèi)球面壓蓋(6)、內(nèi)球面體接頭(10)和螺釘(11)，其特征在于聯(lián)接接頭(1)的一端有外螺紋，另一端有內(nèi)螺紋，聯(lián)接接頭(1)的內(nèi)螺紋端連接在外球面體接頭(3)的上端，外球面體接頭(3)一端有外螺紋，外球面體接頭(3)另一端外壁形狀為球體，內(nèi)球面壓蓋(6)外形為圓柱體，內(nèi)球面壓蓋(6)的一端有中心孔，另一端有半球形凹槽，內(nèi)球面體接頭(10)一端為圓柱體，另一端有外螺紋，在內(nèi)球面體接頭(10)的圓柱體端面上有半球形凹槽，內(nèi)球面壓蓋(6)的半球形凹槽與內(nèi)球面體接頭(10)的半球形凹槽相對(duì)形成球形空間，外球面體接頭(3)的球體在球形空間內(nèi)，在外球面體接頭(3)的球體表面均勻分布有弧形槽，在所述的球形空間內(nèi)表面均勻分布有弧形槽，外球面體接頭(3)的球體表面的弧形槽與在所述的球形空間內(nèi)表面的弧形槽相對(duì)組成弧形鋼球滾道(7)，每個(gè)弧形鋼球滾道(7)內(nèi)有一個(gè)鋼球(8)，內(nèi)球面壓蓋(6)和內(nèi)球面體接頭(10)之間采用螺釘(11)固定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿鉆具萬向節(jié)，其特征是在內(nèi)球面 體接頭(10)上有鉆井液流道(9)，內(nèi)球面體接頭(10)外螺紋端有中心 孔，內(nèi)球面體接頭(10)的鉆井液流道(9)與中心孔連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺桿鉆具萬向節(jié)，其特征是鉆井液流 道(9)的數(shù)量在1 6個(gè)之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的螺桿鉆具萬向節(jié)，其特征是 所述的弧形鋼球滾道(7)的數(shù)量為2 30個(gè)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的螺桿鉆具萬向節(jié)，其特征是 在聯(lián)接接頭(1)上有壓力傳遞孔(2),在外球面體接頭(3)上有中心通孔 (5)，在中心通孔(5)內(nèi)有平衡活塞(4)，在平衡活塞(4)下部的中心通孔(5)內(nèi)有潤滑劑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的螺桿鉆具萬向節(jié)，其特征是 在內(nèi)球面壓蓋(6)的半球形凹槽內(nèi)有防塵密封圈(12)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺桿鉆具萬向節(jié)，其特征是所述 的螺釘(ll)采用的是定位螺栓。
專利摘要螺桿鉆具萬向節(jié)，應(yīng)用于石油定向鉆井施工中。特征是外球面體接頭一端外壁形狀為球體。內(nèi)球面壓蓋的一端有半球形凹槽。內(nèi)球面體接頭的圓柱體端面上有半球形凹槽。兩個(gè)半球形凹槽相對(duì)形成球形空間，外球面體接頭的球體在球形空間內(nèi)。在外球面體接頭的球體表面均勻分布有弧形槽，在所述的球形空間內(nèi)表面均勻分布有弧形槽，外球面體接頭的球體表面的弧形槽與在球形空間內(nèi)表面的弧形槽相對(duì)組成弧形鋼球滾道。每個(gè)弧形鋼球滾道內(nèi)有一個(gè)鋼球。效果是利用球體結(jié)構(gòu)增大了螺桿鉆具萬向節(jié)的角度；機(jī)構(gòu)緊湊，縮短了萬向節(jié)的總體長度；并提高使用壽命，使用本螺桿鉆具萬向節(jié)能提高定向井、水平井施工造斜率。
文檔編號(hào)F16D3/16GK201225100SQ20082011786
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者何應(yīng)春 申請(qǐng)人:何應(yīng)春