非螺纹式传动轴连接结构制造技术

一种适用于机械传动轴的非螺纹式传动轴连接结构，包括传动轴（１）、传动轴（２）、结合面（３），在传动轴（１）与传动轴（２）之间设有结合面（３），结合面（３）为非圆形，采用花键、非圆截面轴孔插接等方式代替螺纹连接来传递扭矩，有效的改善了螺纹结构中的应力集中问题，在一定程度上提高了传动轴的承载能力，避免工作扭矩过大时传动轴断裂失效现象。针对这一问题，我们设计了这种非螺纹式的连接结构，该结构采用花键及特殊设计的非圆截面轴孔插接等方式实现传动轴与其他轴体零件的连接，满足传递扭矩需要的同时能够提高传动轴的性能。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种适用于机械传动轴的非螺纹式传动轴连接结构，该结 构采用花键及特殊设计的非圆截面轴孔插接等方式实现传动轴与其他轴体零 件的连接，满足传递扭矩需要的同时能够提高传动轴的性能。
技术介绍
螺杆钻具是当前石油天然气钻井行业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业中更是不可或缺的必备工具。传动轴是 螺杆钻具中的关键部件之一，其下面连接钻头，上面通过万向节连接钻具的动力输出部分——马达，起动力输出的作用。传统的螺杆钻具中，传动轴的 连接方式都是各种螺纹连接，虽然简单实用但也存在一些问题。螺杆钻具是一种井下马达，能够在井底把钻井介质的压能转换成带动钻 头旋转的机械能。传统的转盘钻井是用地面的转盘带动整个钻柱和钻头一起 旋转钻进，直接传递机械能；螺杆钻具则不需要开动转盘就可以带动钻头钻 进。基于这个特点，先前螺杆钻具主要用于定向井、水平井的造斜作业。在 造斜作业中，转盘是锁死的，不允许转动的。随着钻井工业的不断发展，出 于节约成本、提高效率的需要，许多新的钻井方式、方法不断被采用，复合 钻井就是一例。复合钻井就是螺杆钻具与转盘同时开动的钻井方式，采用复 合钻能够减少起下钻的次数，大大提高机械钻速，有利于节约钻井成本。当 前，复合钻正在被越来越多的钻井工作者认识和采用。然而复合钻在给使用 者带来效益的同时，给井下钻井工具带来了新的挑战，使得井下工具的工作 负荷成倍增加，这样，就要求螺杆钻具具有更高的机械性能。另外，随着钻 探地域的扩大，螺杆钻具也被越来越多的推向难于钻探的复杂区块，如超硬 研磨地层、含硫地层等，这些为井下工具同样带来了挑战。3传统螺杆钻具的传动轴与其他轴体的连接都是螺纹连接的方式，此处螺 纹连接的主要功能就是传递扭矩。但井下工况十分恶劣，传动轴在工作中受 力情况是十分复杂的，除扭矩外还不可避免的受到弯曲、冲击等作用，这就 对传动轴的机械强度等性能提出了很高的要求。传统的螺纹连接需要在传动 轴上加工螺纹，螺纹的自身结构决定了螺纹部位往往容易产生应力集中，从 而会大大降低传动轴的整体强度，遇到过大负荷时容易断裂失效。随着现今 复合钻、复杂地区螺杆钻具钻井的推广，螺杆钻具传动轴的工作负荷越来越 大，断裂事故时有发生，而且有逐渐增多的趋势，而断裂大多数都发生在螺 纹连接的部位，可以说，螺纹连接正在成为制约传动轴性能提升的薄弱环节， 渐感难以适应当前钻井行业的发展趋势。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种非螺纹式传动轴连接结构，采用花键、 非圆截面轴孔插接等方式代替螺纹连接来传递扭矩，可以有效的减少通过螺 纹结构和加工产生的应力集中，使得传动轴的机械强度等性能得到提高，有 利于提高螺杆钻具的整体性能，延长其使用寿命。本技术是这样实现的包括传动轴l、传动轴2、结合面3，传动轴 l与传动轴2连接，在传动轴1与传动轴2之间设有结合面3，结合面3为非 圆形。本技术还采用如下技术方案结合面3呈凹凸的花键形式。结合面3或者是椭圆形，或者是不规则的非圆形。本结构是来用花键、非圆截面轴孔插接配合等方式实现传动轴与其他轴 体的连接，满足传递扭矩需要的同时提高传动轴的机械性能，有利于提高螺 杆钻具的整体性能，延长使用寿命。附图说明附图1为本技术的结构示意附图2为本技术结合面3为花键的结构示意图； 附图3为本技术结合面3为不规则的非圆形的结构示意图； 附图4为本技术结合面3为椭圆形的结构示意图。具体实施方式如附图1所示，包括传动轴1、传动轴2、结合面3，传动轴1与传动轴 2连接，在传动轴1与传动轴2之间设有结合面3，结合面3为非圆形。 如附图2所示，结合面3呈凹凸的花键形式。 如附图3所示，结合面3为不规则的非圆形的结构。 如附图4所示，结合面3为椭圆形的结构。本技术是一种在螺杆钻具上适用的新型传动轴连接结构，采用花键、 非圆截面轴孔插接等方式代替螺纹连接来传递扭矩，有效的改善了螺纹结构 中的应力集中间题，在一定程度上提高了传动轴的承载能力，避免工作扭矩 过大时传动轴断裂失效现象。针对这一问题，我们设计了这种非螺纹式的连 接结构。权利要求1.非螺纹式传动轴连接结构，包括传动轴(1)、传动轴(2)、结合面(3)，传动轴(1)与传动轴(2)连接，其特征在于在传动轴(1)与传动轴(2)之间设有结合面(3)，结合面(3)为非圆形。2. 根据权利要求l所述的非螺纹式传动轴连接结构，其特征在于结合 面(3)呈凹凸的花键形式。3. 根据权利要求l所述的非螺纹式传动轴连接结构，其特征在于结合面(3)或者是椭圆形，或者是不规则的非圆形。专利摘要一种适用于机械传动轴的非螺纹式传动轴连接结构，包括传动轴(1)、传动轴(2)、结合面(3)，在传动轴(1)与传动轴(2)之间设有结合面(3)，结合面(3)为非圆形，采用花键、非圆截面轴孔插接等方式代替螺纹连接来传递扭矩，有效的改善了螺纹结构中的应力集中问题，在一定程度上提高了传动轴的承载能力，避免工作扭矩过大时传动轴断裂失效现象。针对这一问题，我们设计了这种非螺纹式的连接结构，该结构采用花键及特殊设计的非圆截面轴孔插接等方式实现传动轴与其他轴体零件的连接，满足传递扭矩需要的同时能够提高传动轴的性能。文档编号F16B3/00GK201057188SQ200720104290公开日2008年5月7日 申请日期2007年4月17日 优先权日2007年4月17日专利技术者周智勇, 萌 李, 罗西超, 黄衍福 申请人:中国石油天然气集团公司;北京石油机械厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
非螺纹式传动轴连接结构，包括传动轴（１）、传动轴（２）、结合面（３），传动轴（１）与传动轴（２）连接，其特征在于：在传动轴（１）与传动轴（２）之间设有结合面（３），结合面（３）为非圆形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄衍福，周智勇，罗西超，李萌，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，北京石油机械厂，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]