技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種井下測(cè)井儀器，特別是涉及一種SBT水泥膠結(jié)測(cè)井儀器極板推靠球鉸傳動(dòng)軸。

背景技術(shù)

隨著海洋和陸地水平油井鉆采技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于完井后水泥膠結(jié)質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，目前SBT扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井儀，在高精度水泥膠結(jié)質(zhì)量評(píng)估中越來(lái)越重要，市場(chǎng)需求大。現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)SBT水泥膠結(jié)測(cè)井儀器，主要仿制ATLAS公司同類產(chǎn)品，材料為17-4PH（σ_0.2≥930MP），在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，國(guó)產(chǎn)儀器傳動(dòng)軸使用壽命短，常發(fā)生突發(fā)性斷裂；采用超高強(qiáng)度合金鋼（σ_0.2≥1500MPa），切削加工工藝性差，成品率很低。

圖1為所涉及SBT儀器局部工作圖。傳動(dòng)部分19與傳感器部分12通過(guò)螺紋10連接，緊定螺釘18擰入直槽17內(nèi)防轉(zhuǎn)。連接筒14置于儀器內(nèi)腔，連接筒14凸起的法蘭一部分嵌入傳動(dòng)連接套8的退刀槽中，另一部分被螺釘15頂緊擋住。傳動(dòng)軸16軸端法蘭臺(tái)階9，掛靠在傳動(dòng)連接套8上。緊定螺釘7通過(guò)連接螺紋13將連接筒14與軸5相連接。傳動(dòng)軸16向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)連接套8、連接筒14、軸5、彈簧4、連桿6、軛11、防脫銷3、支點(diǎn)塊2、推靠臂1一起向下運(yùn)動(dòng)，完成極板收回動(dòng)作。此時(shí)負(fù)載來(lái)自彈簧4的壓縮阻力。正常情況下，傳動(dòng)軸16最大拉力為1232kg。

圖2為原儀器傳動(dòng)軸傳動(dòng)連接工作原理圖，其中圖2-1是受力前傳動(dòng)軸的連接狀態(tài)，圖2-2是受軸向力F后的連接狀態(tài)。

圖2-1中，連接筒14和傳動(dòng)軸16軸線20，與傳動(dòng)連接套8軸線21平行，距離為e，傳動(dòng)連接套8內(nèi)孔端面24和連接筒端面28以及傳動(dòng)軸16臺(tái)階端面25平行并靠緊。螺釘15錐面素線22與連接筒14錐面貼緊并靠實(shí)；連接筒14法蘭凸起錐面素線23與傳動(dòng)連接套8退刀槽錐面貼緊并靠實(shí)。

見(jiàn)圖2-2，受到軸向拉力F后，螺釘15錐面素線22與連接筒14錐面貼緊處產(chǎn)生壓應(yīng)力，壓應(yīng)力隨彈簧壓縮力F的增大而增大，當(dāng)材料產(chǎn)生彈性或屈服變形時(shí)，傳動(dòng)連接套8會(huì)繞錐面素線23某點(diǎn)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)軸16軸線20和傳動(dòng)連接套8軸線21產(chǎn)生夾角α，傳力面24繞傳動(dòng)軸16臺(tái)階端面上的點(diǎn)26旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)連接套8內(nèi)孔端面24與傳動(dòng)軸16臺(tái)階端面25也形成夾角。點(diǎn)26受到F力，這時(shí)傳動(dòng)軸16臺(tái)階端面根部27，受到額外彎矩F×d/2產(chǎn)生的拉應(yīng)力，此額外彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力為交變應(yīng)力，在根部27處易產(chǎn)生裂紋，造成軸16突然斷裂。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提出一種SBT水泥膠結(jié)測(cè)井儀球鉸傳動(dòng)軸，徹底消除原傳動(dòng)軸產(chǎn)生疲勞應(yīng)力而斷裂的偏載彎矩，在不改變材料的狀況下，解決斷軸問(wèn)題。本實(shí)用新型是用來(lái)實(shí)現(xiàn)SBT水泥膠結(jié)測(cè)井儀器極板推靠傳動(dòng)。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一種SBT水泥膠結(jié)測(cè)井儀球鉸傳動(dòng)軸，包括傳動(dòng)軸本體，沿所述傳動(dòng)軸端頭內(nèi)側(cè)開(kāi)有環(huán)形槽，沿傳動(dòng)軸環(huán)形槽外周卡裝有一對(duì)呈對(duì)稱分布的剖分球鉸a和剖分球鉸b，沿傳動(dòng)軸軸向剖分球鉸a和剖分球鉸b的兩端分別套裝有球鉸座a和球鉸座b。

進(jìn)一步地，所述一對(duì)呈對(duì)稱分布的剖分球鉸a和剖分球鉸b上分別設(shè)有與傳動(dòng)軸上的環(huán)形槽相配合的環(huán)形凸體a和環(huán)形凸體b，在剖分球鉸a和剖分球鉸b外側(cè)面設(shè)置有球面a和球面b。

進(jìn)一步地，所述球鉸座a設(shè)置在靠近傳動(dòng)軸端頭側(cè)，球鉸座a內(nèi)側(cè)壁設(shè)有與剖分球鉸外側(cè)的球面a和球面b側(cè)部相配合的球鉸座a球面；所述球鉸座b設(shè)置在與球鉸座a相接的另一側(cè)，球鉸座b內(nèi)側(cè)壁設(shè)有與剖分球鉸外側(cè)的球面a和球面b側(cè)部相配合的球鉸座b球面。

進(jìn)一步地，所述球鉸座a上設(shè)凸起，球鉸座b設(shè)凹槽，凸起和凹槽構(gòu)成球鉸座a和球鉸座b相接合端的凹凸接合面；凹凸接合面接合后將球鉸座a和球鉸座b剛性連接在一起。

進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)軸能夠繞球鉸座a和球鉸座b的軸線360度旋轉(zhuǎn)，繞球鉸座a球面和球鉸座b球面的中心以給定的角度在任意方向上擺動(dòng)。

本實(shí)用新型傳動(dòng)軸用以傳遞傳動(dòng)部分輸出的軸向力。剖分球鉸卡箍在軸上，與傳動(dòng)軸不發(fā)生軸向位移，周向可以360度自由旋轉(zhuǎn)。球鉸座承擔(dān)來(lái)至傳動(dòng)軸，并經(jīng)過(guò)剖分球鉸傳遞來(lái)的軸向力，可以相對(duì)于傳動(dòng)軸360度旋轉(zhuǎn)和按一定角度擺動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)用新型所涉及SBT儀器局部工作圖。

圖2-1和圖2-2為原儀器傳動(dòng)軸傳動(dòng)連接工作原理圖。

圖3-1和圖3-2為本實(shí)用新型傳動(dòng)軸裝配結(jié)構(gòu)圖。

圖4-1和圖4-2為本實(shí)用新型儀器傳動(dòng)軸傳動(dòng)連接工作原理圖。