一种短弯传动轴的制作方法

本发明属于钻探，具体地，涉及一种短弯传动轴。

背景技术：

1、随着油气勘探开发进程的不断深入，深井、超深井勘探力度不断加大，定向井、水平井成为了常见的施工井。随着定向井、水平井、分支水平井的大量涌现，螺杆、涡轮等动力钻具在钻井过程中，不仅作为一种导向工具，而且成为复合钻井提高机械钻速的有效工具。

2、在现有技术中，复合动力钻具包括从上到下依次设置的顶驱机构、万向总成、马达驱动、传动轴总成、动力输出总成以及钻头。顶驱机构在转动的过程中能够带动万向总成、传动轴总成和动力输出总成的外壳转动。马达驱动在转动的过程中能够带动万向总成、传动轴总成的内部零件转动，进而带动钻头转动。在进行复合钻进时，顶驱机构和马达驱动同时转动，进行直线钻进。当需要进行定向钻进时，顶驱机构停止转动，使万向总成的弯曲方向朝向需要定向钻进的方向，然后启动马达驱动，使钻头转动，同时向下施加压力，使钻头能够钻进。

3、在进行定向钻进的过程中，常常因为钻进造斜率的问题而影响施工进度。目前为了提高钻具的造斜率，普遍使用缩短传动轴总成长度的方法，缩短万向总成(即钻具的弯曲点)到钻头的距离。然而为了保证传动精度，传动轴总成的长度难以有较大的缩短，收效甚微。

4、因此，如何提高钻具的造斜率，降低定向施工过程中的滑动比例，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种短弯传动轴，其能够缩短弯曲点到钻头的距离，提高造斜率。

2、根据本发明，提供了一种短弯传动轴，包括传动轴总成、短弯总成和动力输出总成，短弯总成设置在所述传动轴总成和所述动力输出总成之间，所述短弯总成构造成使所述传动轴总成和所述动力输出总成相互倾斜，并将所述传动轴总成的扭矩传递至所述动力输出总成。

3、在一个具体的实施例中，所述短弯总成包括弯外壳以及设置在所述弯外壳内的球齿连接轴，在所述球齿连接轴的两端均设置有凸球齿，在所述传动轴总成和所述动力输出总成的端部均设置有用于与所述球齿连接轴的球形齿配合的凹球齿。

4、在一个具体的实施例中，所述凸球齿为半球形，在所述球齿连接轴和所述凸球齿的中心轴线处设置有通孔。

5、在一个具体的实施例中，所述凸球齿的外径大于所述球齿连接轴的外径，在所述传动轴总成的与所述凸球齿连接的端部设置有用于放置所述凸球齿脱出的上锁紧扣，在所述动力输出总成的与所述凸球齿连接的端部设置有用于放置所述凸球齿脱出的下锁紧扣。

6、在一个具体的实施例中，当所述球齿连接轴相对于所述传动轴总成和所述动力输出总成倾斜时，所述上锁紧扣和所述下锁紧扣能够与所述球齿连接轴刚性接触，从而限制所述球齿连接轴的倾斜角度。

7、在一个具体的实施例中，所述上锁紧扣和所述下锁紧扣均为设置有台阶孔的环形结构，所述上锁紧扣和所述下锁紧扣的大径处分别连接所述传动轴总成和所述动力输出总成，所述上锁紧扣和所述下锁紧扣的小径处用于与所述球齿连接轴刚性接触。

8、在一个具体的实施例中，所述球齿连接轴包括第一轴段和第二轴段，所述上锁紧扣和所述下锁紧扣设置在所述球齿连接轴上之后，所述第一轴段和所述第二轴段固定连接。

9、在一个具体的实施例中，所述传动轴总成包括：动力主轴和通过轴承设置在所述动力主轴外部的外壳体，所述外壳体通过中接头与所述弯外壳连接，在所述动力主轴的下端设置有用于与所述球齿连接轴上端的凸球齿连接的凹球齿。

10、在一个具体的实施例中，在所述轴承的两端均设置有防磨圈。

11、在一个具体的实施例中，所述动力输出总成包括输出主轴，在所述输出主轴的上端设置有用于与所述球齿连接轴下端的凸球齿连接的凹球齿。

12、与现有技术相比，本申请的优点如下。

13、本发明提供的短弯传动轴将弯外壳动力钻具的弯曲点转移至传动轴总成的下方，将弯曲点与钻头的距离缩短了一个传动轴的长度，弯曲点到钻头的距离越短，造斜率越大。因此本发明能够提高钻具的造斜率，提高定向钻进的效率。

技术特征：

1.一种短弯传动轴，其特征在于，包括传动轴总成、短弯总成和动力输出总成，短弯总成设置在所述传动轴总成和所述动力输出总成之间，所述短弯总成构造成使所述传动轴总成和所述动力输出总成相互倾斜，并将所述传动轴总成的扭矩传递至所述动力输出总成。

2.根据权利要求1所述的短弯传动轴，其特征在于，所述短弯总成包括弯外壳(16)以及设置在所述弯外壳(16)内的球齿连接轴(14)，在所述球齿连接轴(14)的两端均设置有凸球齿，在所述传动轴总成和所述动力输出总成的端部均设置有用于与所述球齿连接轴(14)的球形齿配合的凹球齿。

3.根据权利要求2所述的短弯传动轴，其特征在于，所述凸球齿为半球形，在所述球齿连接轴(14)和所述凸球齿的中心轴线处设置有通孔。

4.根据权利要求3所述的短弯传动轴，其特征在于，所述凸球齿的外径大于所述球齿连接轴(14)的外径，在所述传动轴总成的与所述凸球齿连接的端部设置有用于放置所述凸球齿脱出的上锁紧扣(13)，在所述动力输出总成的与所述凸球齿连接的端部设置有用于放置所述凸球齿脱出的下锁紧扣(15)。

5.根据权利要求4所述的短弯传动轴，其特征在于，当所述球齿连接轴(14)相对于所述传动轴总成和所述动力输出总成倾斜时，所述上锁紧扣(13)和所述下锁紧扣(15)能够与所述球齿连接轴(14)刚性接触，从而限制所述球齿连接轴(14)的倾斜角度。

6.根据权利要求5所述的短弯传动轴，其特征在于，所述上锁紧扣(13)和所述下锁紧扣(15)均为设置有台阶孔的环形结构，所述上锁紧扣(13)和所述下锁紧扣(15)的大径处分别连接所述传动轴总成和所述动力输出总成，所述上锁紧扣(13)和所述下锁紧扣(15)的小径处用于与所述球齿连接轴(14)刚性接触。

7.根据权利要求4所述的短弯传动轴，其特征在于，所述球齿连接轴(14)包括第一轴段和第二轴段，所述上锁紧扣(13)和所述下锁紧扣(15)设置在所述球齿连接轴(14)上之后，所述第一轴段和所述第二轴段固定连接。

8.根据权利要求2～7中任一项所述的短弯传动轴，其特征在于，所述传动轴总成包括：动力主轴(1)和通过轴承设置在所述动力主轴(1)外部的外壳体(4)，所述外壳体(4)通过中接头(12)与所述弯外壳(16)连接，在所述动力主轴(1)的下端设置有用于与所述球齿连接轴(14)上端的凸球齿连接的凹球齿。

9.根据权利要求8所述的短弯传动轴，其特征在于，在所述轴承的两端均设置有防磨圈。

10.根据权利要求2～7中任一项所述的短弯传动轴，其特征在于，所述动力输出总成包括输出主轴(18)，在所述输出主轴(18)的上端设置有用于与所述球齿连接轴(14)下端的凸球齿连接的凹球齿。

技术总结本发明属于钻探技术领域，具体地，涉及一种短弯传动轴。短弯传动轴包括传动轴总成、短弯总成和动力输出总成，短弯总成设置在所述传动轴总成和所述动力输出总成之间，所述短弯总成构造成使所述传动轴总成和所述动力输出总成相互倾斜，并将所述传动轴总成的扭矩传递至所述动力输出总成。本发明能够缩短弯外壳动力钻具的弯曲点到钻头的距离，提高造斜率。技术研发人员：王甲昌,张海平,张东清,刘建华,张仁龙,刘晓丹,玄令超受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9