專利名稱：柔性萬(wàn)向軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自由彎度的萬(wàn)向軸，特別涉及適合不同彎度變化要求的螺 桿鉆具使用的萬(wàn)向軸。
背景技術(shù)：
螺桿鉆具在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如地質(zhì)勘探，鉆井，修井，煤氣層的開 發(fā)，各種管道的穿越施工及國(guó)防工程方面的鉆進(jìn)作業(yè)。而近幾年來(lái)在油氣田的 鉆井中，螺桿鉆具被用于特殊工藝井，而這時(shí)要求螺桿鉆具必須適應(yīng)于各種角 度的轉(zhuǎn)換。如鉆定向井、大斜度井、水平井、大位移井、多分支井、叢式井等 同時(shí)也可以用其鉆直井。
螺桿鉆具由旁通閥總成、馬達(dá)總成、萬(wàn)向軸總成、傳動(dòng)軸總成這四大部分 組成。
目前螺桿鉆具中的萬(wàn)向軸總成(在彎殼體內(nèi))，其彎度連軸體均采用固定彎 度范圍的連軸體，在鉆井作業(yè)時(shí)，每改變一種角度，必須更換相應(yīng)角度的彎殼 體及連接軸體才能實(shí)現(xiàn)角度的變化。這是因?yàn)槟壳笆褂玫倪B接軸是將厚壁管沿 徑向切割成互相嚙合的兩個(gè)分而不斷開的花瓣體，封閉的切割線構(gòu)成一定間隙， 間隙的大小取決于彎度范圍的大小，由于兩個(gè)瓣體內(nèi)腔通過(guò)球座及球體或撓桿 裝置來(lái)承受壓力，同時(shí)瓣體承受鉆具的扭矩傳遞，在使用中逐漸磨損，使瓣縫 的間隙逐漸加大，而球座及球體或撓桿的磨損也逐漸變小或變短，使軸向間隙 逐漸增大，所以瓣體在工作中承受一定的軸向壓力，它的工作縫隙也就逐漸變 小，使兩瓣體越來(lái)越不靈活，并加大了傳遞扭矩，更增加了瓣體切割間隙的加 大。當(dāng)間隙增大到一定范圍時(shí)，在鉆具扭矩和拉力下，兩瓣體極易脫開，這樣 必然會(huì)造成鉆井事故，所以目前使用的萬(wàn)向軸因鉆井要求的提高(指特殊工藝 井、大斜度井、水平井、大位移井、多分支井、叢式井、直井、測(cè)井)在鉆井 過(guò)程中如萬(wàn)向軸的角度小就不能適應(yīng)大彎度的鉆具鉆進(jìn)，必須更換萬(wàn)向軸，而彎度過(guò)大又使花瓣局部縫隙變小承受過(guò)大扭矩，加快了磨損的速度而使鉆具提 前失效。特別是瓣式萬(wàn)向軸通過(guò)面與面的摩擦來(lái)傳遞扭矩，他不但工作壽命相 對(duì)較短，而且在工作中還消耗了大量的機(jī)械能，減小了鉆具的輸出扭矩，降低 了馬達(dá)的效率。所以說(shuō)目前萬(wàn)向軸的結(jié)構(gòu)已不適應(yīng)各種鉆井作業(yè)的需求。
本設(shè)計(jì)將以一種新穎簡(jiǎn)潔而耐用的結(jié)構(gòu)適應(yīng)各種角度變化而給用戶帶來(lái)更 大的方便和效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、適應(yīng)各種 角度變化的柔性萬(wàn)向軸。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是柔性萬(wàn)向軸，包括輸入動(dòng)力 的第一接頭和輸出動(dòng)力的第二接頭，所述第一接頭和所述第二接頭之間設(shè)有萬(wàn) 向節(jié)，所述萬(wàn)向節(jié)包括-
彈性鋼絲或鋼條編織的彈性套筒，兩端固定安裝在所述第一接頭和第二接 頭上，用于傳遞扭矩并適應(yīng)動(dòng)力輸入軸和動(dòng)力輸出軸的位置變化。
活絡(luò)節(jié)組件，安裝在所述彈性套筒內(nèi)部，具有任意彎曲的自由度，用于防 止所述第一接頭和第二接頭之間的軸向移動(dòng)，并阻止所述彈性套筒的彈性鋼絲 或鋼條向彈性套筒內(nèi)腔破壞性彎曲，所述活絡(luò)節(jié)組件的兩端活絡(luò)節(jié)分別連接至 所述第一接頭和第二接頭，或者兩端活絡(luò)節(jié)分別作為所述第一接頭和第二接頭 的一部分。
作為一種優(yōu)選的方案，所述彈性鋼絲或鋼條在所述套筒上左旋和右旋交替 設(shè)置。
作為一種優(yōu)選的方案，所述活絡(luò)節(jié)組件包括至少三個(gè)活絡(luò)節(jié)，所述相鄰兩 活絡(luò)節(jié)端面之間具有一定間隙且端面上分別設(shè)有球面狀凹坑，所述凹坑內(nèi)安裝 有鋼球。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述活絡(luò)節(jié)內(nèi)設(shè)有連通球面狀凹坑和所述活 絡(luò)節(jié)外表面的潤(rùn)滑通道。
作為一種優(yōu)選的方案，所述活絡(luò)節(jié)組件包括至少三個(gè)活絡(luò)節(jié)，所述相鄰兩活絡(luò)節(jié)之間的一個(gè)活絡(luò)節(jié)端面上設(shè)有半圓柱狀凸起，所述相鄰兩活絡(luò)節(jié)之間的 另一活絡(luò)節(jié)端面上設(shè)有與半圓柱狀凸起相配合的半圓柱狀凹槽，所述中間活絡(luò) 節(jié)一個(gè)端面上的半圓柱狀凸起或半圓柱狀凹槽與另一個(gè)端面上的半圓柱狀凸起
或半圓柱狀凹槽的軸線相差90。。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述中間活絡(luò)節(jié)的一個(gè)端面上設(shè)置有半圓柱
狀凸起，另一個(gè)端面上設(shè)置有半圓柱狀凹槽D
由于采用了上述技術(shù)方案，萬(wàn)向軸的萬(wàn)向節(jié)的外部結(jié)構(gòu)由彈性鋼絲或鋼條
編織的彈性套筒取代了花瓣式的連接體，由剛式的硬連接變?yōu)槿嵝缘能涍B接，
由它來(lái)主要承擔(dān)萬(wàn)向軸的扭矩，在不主要承受壓力的情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活方便，
有極高的耐磨性。在正常使用中，扭矩主要通過(guò)鋼絲或鋼條傳遞，在承受扭力
或其它力時(shí)，因?yàn)樗侨嵝缘?，減緩了力的沖擊，而且將扭矩轉(zhuǎn)變?yōu)槔?，?br> 以不容易斷裂，壽命更長(zhǎng)。在彈性套筒的內(nèi)腔安裝了即可防止所述第一接頭和
第二接頭之間的軸向移動(dòng)、又能阻止所述彈性套筒的彈性鋼絲或鋼條向內(nèi)腔破
壞性彎曲的活絡(luò)節(jié)組件，利用活絡(luò)節(jié)之間的縫隙，可形成各種不同角度的轉(zhuǎn)動(dòng)
面，它的調(diào)節(jié)可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)完成，因此能滿足工礦中各種應(yīng)用角度的實(shí)
現(xiàn)，滿足客戶的要求。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
如圖1所示，柔性萬(wàn)向軸，包括輸入動(dòng)力的第一接頭1和輸出動(dòng)力的第二 接頭2，所述第一接頭1和所述第二接頭2之間設(shè)有萬(wàn)向節(jié)，所述萬(wàn)向節(jié)包括 彈性鋼絲或鋼條編織的彈性套筒3，兩端固定安裝在所述第一接頭1和第
二接頭2上，用于傳遞扭矩并適應(yīng)動(dòng)力輸入軸和動(dòng)力輸出軸的位置變化；所述
彈性套筒3為彈性鋼絲或鋼條編織的至少兩層套筒。所述彈性鋼絲或鋼條在所述套筒上呈左螺旋和右螺旋交替設(shè)置，每根鋼絲或鋼條的兩端都固定在所述第
一接頭1和第二接頭2上。
活絡(luò)節(jié)組件4，安裝在所述彈性套筒3內(nèi)部，具有任意彎曲的自由度，用 于防止所述第一接頭1和第二接頭2之間的軸向移動(dòng)，并阻止所述彈性套筒3 的彈性鋼絲或鋼條向彈性套筒3的內(nèi)腔破壞性彎曲，這種破壞性彎曲是指彈性 鋼絲或鋼條向彈性套筒3的內(nèi)腔過(guò)度彎曲而發(fā)生塑性變形。所述活絡(luò)節(jié)組件4 的兩端活絡(luò)節(jié)41、 42分別連接至所述第一接頭1和第二接頭2,當(dāng)然兩端活絡(luò) 節(jié)41、 42也可以分別作為所述第一接頭1和第二接頭2的一部分。
所述活絡(luò)節(jié)組件4包括至少三個(gè)活絡(luò)節(jié)，本實(shí)施例示出了四個(gè)活絡(luò)節(jié)的情 況，所述相鄰兩活絡(luò)節(jié)端面之間具有一定間隙且端面上分別設(shè)有球面狀凹坑， 所述凹坑內(nèi)安裝有鋼球44。
所述活絡(luò)節(jié)41、 42、 43內(nèi)設(shè)有連通球面狀凹坑和所述活絡(luò)節(jié)外表面的潤(rùn)滑 通道45，潤(rùn)滑通道45可保證泥漿通過(guò)彈性套筒3的縫隙進(jìn)入到球面狀凹坑內(nèi)， 起到潤(rùn)滑鋼球44的作用，保證活絡(luò)節(jié)工作靈活。
本實(shí)施例通過(guò)以下幾個(gè)方面滿足現(xiàn)有范圍內(nèi)工礦作業(yè)的需求
①萬(wàn)向節(jié)的外部結(jié)構(gòu)是由鋼絲或鋼條編制而成的，彎度的調(diào)整更加容易； ②經(jīng)過(guò)鋼絲過(guò)濾的液體潤(rùn)滑內(nèi)部的各個(gè)部件以減少摩擦，延長(zhǎng)了使用壽命；③ 因?yàn)槌袚?dān)扭矩的彈性套筒是柔性的，能極大程度上減緩各種抗力，不易發(fā)生斷 裂，壽命更長(zhǎng)； 因?yàn)樗哪Σ亮苄?，傳遞扭矩時(shí)能夠極大地減少損失， 從而提高馬達(dá)的效率，節(jié)約能源。
實(shí)施例二
本實(shí)施例與實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于所述活絡(luò)節(jié)組件有所 區(qū)別。
本實(shí)施例中，所述活絡(luò)節(jié)組件4包括至少三個(gè)活絡(luò)節(jié)，本實(shí)施例示出了六 個(gè)活絡(luò)節(jié)的情況，所述相鄰兩活絡(luò)節(jié)之間的一個(gè)活絡(luò)節(jié)端面上設(shè)有半圓柱狀凸 起51，所述相鄰兩活絡(luò)節(jié)之間的另一活絡(luò)節(jié)端面上設(shè)有與半圓柱狀凸起相配合 的半圓柱狀凹槽，所述中間活絡(luò)節(jié)一個(gè)端面上的半圓柱狀凸起或半圓柱狀凹槽與另一個(gè)端面上的半圓柱狀凸起或半圓柱狀凹槽的軸線相差9(T 。
本實(shí)施例中，所述中間活絡(luò)節(jié)的一個(gè)端面上設(shè)置有半圓柱狀凸起，另一個(gè)
端面上設(shè)置有半圓柱狀凹槽。這種結(jié)構(gòu)使得中間活絡(luò)節(jié)完全相同，從而可以選
擇任意節(jié)數(shù)組合，降低生產(chǎn)成本，便于維修更換。
本實(shí)施例的所述活絡(luò)節(jié)組件除了居于實(shí)施例一的所述活絡(luò)節(jié)組件的作用
外，還具有傳遞扭矩的作用，從而分擔(dān)了彈性套筒的扭矩傳遞，延長(zhǎng)了使用壽命。
以上實(shí)施例僅僅是本發(fā)明最佳實(shí)施方式的距離，而不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍 的限制。作為本領(lǐng)域的普通工程技術(shù)人員，任何基于本發(fā)明的發(fā)明精神而作出 的等效技術(shù)變換，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 柔性萬(wàn)向軸，包括輸入動(dòng)力的第一接頭和輸出動(dòng)力的第二接頭，所述第一接頭和所述第二接頭之間設(shè)有萬(wàn)向節(jié)，其特征在于所述萬(wàn)向節(jié)包括彈性鋼絲或鋼條編織的彈性套筒，兩端固定安裝在所述第一接頭和第二接頭上，用于傳遞扭矩并適應(yīng)動(dòng)力輸入軸和動(dòng)力輸出軸的位置變化；活絡(luò)節(jié)組件，安裝在所述彈性套筒內(nèi)部，具有任意彎曲的自由度，用于防止所述第一接頭和第二接頭之間的軸向移動(dòng)，并阻止所述彈性套筒的彈性鋼絲或鋼條向彈性套筒內(nèi)腔破壞性彎曲，所述活絡(luò)節(jié)組件的兩端活絡(luò)節(jié)分別連接至所述第一接頭和第二接頭，或者兩端活絡(luò)節(jié)分別作為所述第一接頭和第二接頭的一部分。
2. 如權(quán)利要求1所述的柔性萬(wàn)向軸，其特征在于所述彈性鋼絲或鋼條在 所述套筒上左旋和右旋交替設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的柔性萬(wàn)向軸，其特征在于所述活絡(luò)節(jié)組件包 括至少三個(gè)活絡(luò)節(jié)，所述相鄰兩活絡(luò)節(jié)端面之間具有一定間隙且端面上分別設(shè) 有球面狀凹坑，所述凹坑內(nèi)安裝有鋼球。
4. 如權(quán)利要求3所述的柔性萬(wàn)向軸，其特征在于所述活絡(luò)節(jié)內(nèi)設(shè)有連通 球面狀凹坑和所述活絡(luò)節(jié)外表面的潤(rùn)滑通道。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的柔性萬(wàn)向軸，其特征在于所述活絡(luò)節(jié)組件包 括至少三個(gè)活絡(luò)節(jié)，所述相鄰兩活絡(luò)節(jié)之間的一個(gè)活絡(luò)節(jié)端面上設(shè)有半圓柱狀 凸起，所述相鄰兩活絡(luò)節(jié)之間的另一活絡(luò)節(jié)端面上設(shè)有與半圓柱狀凸起相配合 的半圓柱狀凹槽，所述中間活絡(luò)節(jié)一個(gè)端面上的半圓柱狀凸起或半圓柱狀凹槽 與另一個(gè)端面上的半圓柱狀凸起或半圓柱狀凹槽的軸線相差90。。
6. 如權(quán)利要求5所述的柔性萬(wàn)向軸，其特征在于所述中間活絡(luò)節(jié)的一個(gè) 端面上設(shè)置有半圓柱狀凸起，另一個(gè)端面上設(shè)置有半圓柱狀凹槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柔性萬(wàn)向軸，所述萬(wàn)向軸的萬(wàn)向節(jié)的外部結(jié)構(gòu)由彈性鋼絲或鋼條編織的彈性套筒取代了花瓣式的連接體，由剛式的硬連接變?yōu)槿嵝缘能涍B接，由它來(lái)主要承擔(dān)萬(wàn)向軸的扭矩，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活方便，有極高的耐磨性。在正常使用中，扭矩主要通過(guò)鋼絲或鋼條傳遞，在承受扭力或其它力時(shí)，因?yàn)樗侨嵝缘?，減緩了力的沖擊，而且將扭矩轉(zhuǎn)變?yōu)槔?，所以不容易斷裂，壽命更長(zhǎng)。在彈性套筒的內(nèi)腔安裝了活絡(luò)節(jié)組件，利用活絡(luò)節(jié)之間的縫隙，可形成各種不同角度的轉(zhuǎn)動(dòng)面，它的調(diào)節(jié)可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)完成，因此能滿足工礦中各種應(yīng)用角度的實(shí)現(xiàn)，滿足客戶的要求。
文檔編號(hào)E21B17/02GK101429974SQ200810157938
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者單連茂, 波 賀 申請(qǐng)人:濰坊盛德石油機(jī)械制造有限公司