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专利号: 2017104202222
申请人: 西安石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种动态指向式旋转导向钻井工具的传力关节轴承,其特征在于:包括安装在旋转外套(10)内的球形壳(3)、钢球Ⅰ(4)、导向架(5)、钢球Ⅱ(7),球形套(8)和导向轴(11);

球形壳(3)、导向架(5)和球形套(8)依次安装在中间设有液体流道的导向轴(11)上,导向轴(11)一端连接有钻头(13);

所述球形壳(3)和导向架(5)之间沿圆周方向安装有多个能够使二者沿径向产生相对滑动的钢球Ⅰ(4),球形壳(3)和导向架(5)通过钢球Ⅰ(4)滑动配合,导向架(5)和球形套(8)之间沿圆周方向安装有多个能够使二者沿径向产生相对滑动的钢球Ⅱ(7),导向架(5)和球形套(8)通过钢球Ⅱ(7)滑动配合;球形壳(3)和球形套(8)与旋转外套(10)固定连接,导向架(5)固定安装在导向轴(11)上,球形壳(3)和球形套(8)与导向轴(11)之间预留有导向轴(11)摆动的间隙,导向架(5)与旋转外套(10)之间预留有导向架(5)摆动的间隙;所述球形壳(3)靠近钻头的一侧设有密封结构(2),密封结构(2)安装在扶正器内,密封结构一侧与旋转外套(10)固定连接,另一侧与扶正器固定连接;

球形壳(3)和导向架(5)之间,导向架(5)和球形套(8)之间通过钢球Ⅰ(4)和钢球Ⅱ(7)滑动配合使导向架(5)与球形壳(3)和球形套(8)发生相对滑动,实现导向轴(11)摆动导向的功能,导向架(5)与球形壳(3)和球形套(8)之间的滑动轨迹是圆弧;

导向架(5)通过花键(12)和螺钉(6)安装在导向轴(11)上;导向轴(11)上的外花键与导向架(5)上的内花键配合,最终将旋转外套(10)产生的扭矩传递给导向轴(11),带动钻头(13)破岩;

导向架(5)上均布有三个螺纹孔,导向轴(11)表面均布有三个螺纹孔,三个螺钉(6)插入螺纹孔将导向架(5)固定在导向轴(11)上,通过螺钉(6)将扭矩传递给导向轴,最终将扭矩通过导向轴(11)传递给钻头进行破岩;

球形套(8)外周面上均布有8个相同的下半圆形凹槽,与球形套(8)配合的旋转外套(10)的内部有8个相同的上半圆形凹槽,上下凹槽配合形成一个完整圆形,8个圆柱销(9)分别插入这8个圆形凹槽内,将旋转外套的(10)的扭矩传递给球形套(8)。

2.根据权利要求1所述的动态指向式旋转导向钻井工具的传力关节轴承,其特征在于:

导向架(5)两侧面为凸向一致的两个球面,导向架(5)的外球面与球形壳(3)配合,导向架(5)的内球面与球形套(8)配合,球形壳(3)和球形套(8)与导向架(5)的配合面均为球面;导向架(5)的内外球面上周向等分的开有多条沟道,球形壳(3)和球形套(8)的球面上开设有与导向架(5)沟道位置对应的球窝,钢球Ⅰ(4)和钢球Ⅱ(7)分别安装在球形壳(3)和球形套(8)的球窝内,沟道与钢球共轭接触;球形壳(3)和球形套(8)通过钢球Ⅰ(4)和钢球Ⅱ(7)将旋转外套(10)产生的扭矩传递给导向架(5)。

3.根据权利要求1所述的动态指向式旋转导向钻井工具的传力关节轴承,其特征在于:

导向架(5)两侧球面上各均布有12条沟道,球形壳(3)和球形套(8)的球面上各开设有与沟道位置对应的12个球窝。