專利名稱：柔性萬向軸的制作方法
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 桿鉆具使用的萬向軸。
背景技術(shù)：
螺桿鉆具在多個領(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防工程方面的鉆進(jìn)作業(yè)。而近幾年來在油氣田的 鉆井中，螺桿鉆具被用于特殊工藝井，而這時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 同時也可以用其鉆直井。
螺桿鉆具由旁通閥總成、馬達(dá)總成、萬向軸總成、傳動軸總成這四大部分 組成。
目前螺桿鉆具中的萬向軸總成(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，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現(xiàn)角度的變化。這是因為目前使用的連接軸是將厚壁管沿 徑向切割成互相嚙合的兩個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，由于兩個瓣體內(nèi)腔通過球座及球體或撓桿 裝置來承受壓力，同時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，在鉆具扭矩和拉力下，兩瓣體極易脫開，這樣 必然會造成鉆井事故，所以目前使用的萬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、測井)在鉆井 過程中如萬向軸的角度小就不能適應(yīng)大彎度的鉆具鉆進(jìn)，必須更換萬向軸，而彎度過大又使花瓣局部縫隙變小承受過大扭矩，加快了磨損的速度而使鉆具提 前失效。特別是瓣式萬向軸通過面與面的摩擦來傳遞扭矩，他不但工作壽命相 對較短，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。所以說目前萬向軸的結(jié)構(gòu)已不適應(yīng)各種鉆井作業(yè)的需求。
本設(shè)計將以一種新穎簡潔而耐用的結(jié)構(gòu)適應(yīng)各種角度變化而給用戶帶來更 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)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、適應(yīng)各種 角度變化的柔性萬向軸。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是柔性萬向軸，包括輸入動力 的第一接頭和輸出動力的第二接頭，所述第一接頭和所述第二接頭之間設(shè)有萬 向節(jié)，所述萬向節(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)動力輸入軸和動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，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)組件包括至少三個活絡(luò)節(jié)，所述相鄰兩活絡(luò)節(jié)之間的一個活絡(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)一個端面上的半圓柱狀凸起或半圓柱狀凹槽與另一個端面上的半圓柱狀凸起
或半圓柱狀凹槽的軸線相差90。。
作為對上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述中間活絡(luò)節(jié)的一個端面上設(shè)置有半圓柱
狀凸起，另一個端面上設(shè)置有半圓柱狀凹槽D
由于采用了上述技術(shù)方案，萬向軸的萬向節(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，
由它來主要承擔(dān)萬向軸的扭矩，在不主要承受壓力的情況下，轉(zhuǎn)動靈活方便，
有極高的耐磨性。在正常使用中，扭矩主要通過鋼絲或鋼條傳遞，在承受扭力
或其它力時，因為它是柔性的，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。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、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
面，它的調(diào)節(jié)可以根據(jù)實際需要來完成，因此能滿足工礦中各種應(yīng)用角度的實
現(xiàn)，滿足客戶的要求。


圖1是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例一
如圖1所示，柔性萬向軸，包括輸入動力的第一接頭1和輸出動力的第二 接頭2，所述第一接頭1和所述第二接頭2之間設(shè)有萬向節(jié)，所述萬向節(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)動力輸入軸和動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，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包括至少三個活絡(luò)節(jié)，本實施例示出了四個活絡(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)外表面的潤滑 通道45，潤滑通道45可保證泥漿通過彈性套筒3的縫隙進(jìn)入到球面狀凹坑內(nèi)， 起到潤滑鋼球44的作用，保證活絡(luò)節(jié)工作靈活。
本實施例通過以下幾個方面滿足現(xiàn)有范圍內(nèi)工礦作業(yè)的需求
①萬向節(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)過鋼絲過濾的液體潤滑內(nèi)部的各個部件以減少摩擦，延長了使用壽命；③ 因為承擔(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； 因為它的摩擦力很小，傳遞扭矩時能夠極大地減少損失， 從而提高馬達(dá)的效率，節(jié)約能源。
實施例二
本實施例與實施例一的結(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。
本實施例中，所述活絡(luò)節(jié)組件4包括至少三個活絡(luò)節(jié)，本實施例示出了六 個活絡(luò)節(jié)的情況，所述相鄰兩活絡(luò)節(jié)之間的一個活絡(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)一個端面上的半圓柱狀凸起或半圓柱狀凹槽與另一個端面上的半圓柱狀凸起或半圓柱狀凹槽的軸線相差9(T 。
本實施例中，所述中間活絡(luò)節(jié)的一個端面上設(shè)置有半圓柱狀凸起，另一個
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。
本實施例的所述活絡(luò)節(jié)組件除了居于實施例一的所述活絡(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，延長了使用壽命。
以上實施例僅僅是本發(fā)明最佳實施方式的距離，而不是對本發(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. 柔性萬向軸，包括輸入動力的第一接頭和輸出動力的第二接頭，所述第一接頭和所述第二接頭之間設(shè)有萬向節(jié)，其特征在于所述萬向節(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)動力輸入軸和動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，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所述的柔性萬向軸，其特征在于所述活絡(luò)節(jié)組件包 括至少三個活絡(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)外表面的潤滑通道。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的柔性萬向軸，其特征在于所述活絡(luò)節(jié)組件包 括至少三個活絡(luò)節(jié)，所述相鄰兩活絡(luò)節(jié)之間的一個活絡(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)一個端面上的半圓柱狀凸起或半圓柱狀凹槽 與另一個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所述的柔性萬向軸，其特征在于所述中間活絡(luò)節(jié)的一個 端面上設(shè)置有半圓柱狀凸起，另一個端面上設(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向軸，所述萬向軸的萬向節(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，由它來主要承擔(dān)萬向軸的扭矩，轉(zhuǎn)動靈活方便，有極高的耐磨性。在正常使用中，扭矩主要通過鋼絲或鋼條傳遞，在承受扭力或其它力時，因為它是柔性的，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。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)動面，它的調(diào)節(jié)可以根據(jù)實際需要來完成，因此能滿足工礦中各種應(yīng)用角度的實現(xiàn)，滿足客戶的要求。
文檔編號E21B17/02GK101429974SQ200810157938
公開日2009年5月13日 申請日期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 申請人:濰坊盛德石油機(jī)械制造有限公司