本实用新型涉及一种万向节，特别涉及一种用于螺杆钻具的万向节，属于螺杆钻具技术领域。

背景技术：

在石油开采和修井作业中，井下动力钻具特别是螺杆钻具的应用越来越广泛，螺杆钻具将液体的压力能转化为转动的机械能，属于容积式井下动力钻具。螺杆钻具的下端连接有万向节，万向节的下端连接有传动轴，传动轴的下端连接有钻头。高压泥浆流经螺杆钻具的马达时产生扭矩，驱动马达的转子转动，马达产生的扭矩和转速通过万向节平稳地传递到传动轴，进而传递给钻头，因此万向节总成是螺杆钻具极为关键的部件，其结构性能直接关系到螺杆钻具的钻井效率和使用寿命。

目前螺杆钻具万向节最普遍使用的是花瓣式万向节，花瓣式万向节采用花瓣相互咬合来传递扭矩。存在如下缺点：⑴由于花瓣咬合是点接触，扭矩较大，磨损严重。⑵花瓣式万向节的咬合部分没有外密封，万向节受到钻井液的腐蚀严重。⑶花瓣式万向节的咬合部分由焊接而成，受焊接质量的影响较大。⑷花瓣根部受到的弯矩较大，容易从花瓣根部断裂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种用于螺杆钻具的万向节，结构紧凑，工作可靠，传动效率高，使用寿命长。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种用于螺杆钻具的万向节，包括位于中间的连杆和分别连接在连杆两端的接头，所述接头的外端分别设有接头外螺纹，两所述接头的内端头对称设有接头台阶沉孔，所述接头台阶沉孔与所述接头共轴线且越靠近端口的直径越大，所述接头台阶沉孔的底孔中安装有球座，所述球座面向连杆的端面设有呈半球形凹陷的球座球窝，所述球座球窝中嵌有承压钢球；所述连杆呈两头大中间细的哑铃状，所述连杆的两端中心分别设有连杆沉孔，所述连杆沉孔的底部设有呈半球形凹陷的连杆球窝，所述承压钢球的另一半嵌于所述连杆球窝中；所述连杆的两端外周分别均匀分布有多个圆弧形外齿，所述圆弧形外齿构成的整体截面形状为梅花形，所述圆弧形外齿啮合于所述接头台阶沉孔中段的圆弧形内齿中且相互适配，所述圆弧形外齿的外周沿轴向呈中间高两端低的对称圆弧形。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：承压钢球可以承受巨大的轴向力，圆弧形外齿的外周沿轴向呈中间高两端低的对称圆弧形使得圆弧形外齿具有一定的自调心功能，连杆可绕承压钢球摆动一定角度以适应连杆轴线与接头轴线之间的偏差。通过多对圆弧形外齿和圆弧形内齿相互咬合来传递扭矩，改变了采用单点以及花瓣相互咬合的方式，把点接触改为面接触；把扭矩平均通过多个圆弧形齿的相互咬合来传递，减少了每个圆弧形齿所承受的扭矩，且齿根处不会发生应力集中，每个齿承受的扭矩相等，扭矩传递平稳，不容易发生齿折断的现象，同时该万向节的圆弧形齿是由车床加工而成，不存在焊接缝，不受焊接质量的影响，安全可靠；延长了万向节的使用寿命，提高了万向节工作的稳定性。

作为本实用新型的改进，所述接头台阶沉孔的大孔中分别安装有锁紧套，所述锁紧套的根部外壁分别通过螺纹旋接在所述接头台阶沉孔的大孔底部，所述锁紧套的螺纹段以外的外圆周上设有至少一道锁紧套密封槽，所述锁紧套密封槽中分别嵌装有密封圈与所述接头台阶沉孔的大孔内壁实现密封；所述锁紧套的内壁嵌装有弹性密封套，所述弹性密封套的大端外周设有外翻的密封套大端凸圈，所述锁紧套的根部内壁设有直径放大的锁紧套台阶孔，所述密封套大端凸圈嵌于所述锁紧套台阶孔中；所述弹性密封套的中段过盈配合在所述锁紧套的内壁，所述弹性密封套的小端抱紧在所述连杆的圆周上，所述弹性密封套的小端外周设有外翻的密封套小端凸圈；所述接头的中段圆周上设有注油孔，所述注油孔的内端口与所述接头台阶沉孔的底部圆周相通，所述注油孔的外端口旋接有螺塞。弹性密封套的大端及中段与锁紧套的内壁嵌合且密封在一起，密封套大端凸圈嵌于锁紧套台阶孔中使得两者的结合更加可靠，锁紧套的外壁通过密封圈与接头台阶沉孔实现密封，弹性密封套的小端抱紧在连杆的圆周上实现密封，密封套小端凸圈可以增加弹性密封套小端的强度，保养时旋掉螺塞，通过注油孔向圆弧形外齿和圆弧形内齿所在的空间注入润滑油，可以改善万向节的工作状态，各处密封既可防止润滑油泄漏，又可以阻止螺杆钻具在使用过程中，钻井液对万向节的腐蚀和磨损，进一步延长万向节的使用寿命。

作为本实用新型的进一步改进，所述连杆的两端外周分别均匀分布有八个所述圆弧形外齿。设置八对圆弧形齿，使得连杆和接头均易于加工，且圆弧形齿的齿顶及齿根高度适中，使得万向节的外形尺寸比较小，但每对圆弧形齿承受的扭矩适中。

作为本实用新型的进一步改进，所述圆弧形内齿、圆弧形外齿、承压钢球、球座球窝和连杆球窝的表面分别设有氮碳共渗层。氮碳共渗层以上部件的表面硬度，提高配合面的耐磨性和抗疲劳性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型用于螺杆钻具的万向节的主视图。

图2为图1中沿A-A的剖视图。

图3为图1中左接头处的放大图。

图中：1.连杆；1a.圆弧形外齿；2.接头；2a.圆弧形内齿；2b.注油孔；2c.接头外螺纹；3.球座；4.承压钢球；5.锁紧套；6.密封圈；7.弹性密封套；7a.密封套大端凸圈；7b.密封套小端凸圈；8.螺塞。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型用于螺杆钻具的万向节包括位于中间的连杆1和分别连接在连杆1两端的接头2，接头2的外端分别设有接头外螺纹2c，两接头2的内端头对称设有接头台阶沉孔，接头台阶沉孔与接头2共轴线且越靠近端口的直径越大，接头台阶沉孔的底孔中安装有球座3，球座3面向连杆1的端面设有呈半球形凹陷的球座球窝，球座球窝中嵌有承压钢球4；连杆1呈两头大中间细的哑铃状，连杆1的两端中心分别设有连杆沉孔，连杆沉孔的底部设有呈半球形凹陷的连杆球窝，承压钢球4的另一半嵌于连杆球窝中；连杆1的两端外周分别均匀分布有多个圆弧形外齿1a，圆弧形外齿1a构成的整体截面形状为梅花形，圆弧形外齿1a啮合于接头台阶沉孔中段的圆弧形内齿2a中且相互适配，圆弧形外齿1a的外周沿轴向呈中间高两端低的对称圆弧形。

接头台阶沉孔的大孔中分别安装有锁紧套5，锁紧套5的根部外壁分别通过螺纹旋接在接头台阶沉孔的大孔底部，锁紧套5的螺纹段以外的外圆周上设有至少一道锁紧套密封槽，锁紧套密封槽中分别嵌装有密封圈6与接头台阶沉孔的大孔内壁实现密封；锁紧套5的内壁嵌装有弹性密封套7，弹性密封套7的大端外周设有外翻的密封套大端凸圈7a，锁紧套5的根部内壁设有直径放大的锁紧套台阶孔，密封套大端凸圈7a嵌于锁紧套台阶孔中；弹性密封套7的中段过盈配合在锁紧套5的内壁，弹性密封套7的小端抱紧在连杆1的圆周上，弹性密封套7的小端外周设有外翻的密封套小端凸圈7b；接头2的中段圆周上设有注油孔2b，注油孔2b的内端口与接头台阶沉孔的底部圆周相通，注油孔2b的外端口旋接有螺塞8。

弹性密封套7的大端及中段与锁紧套5的内壁嵌合且密封在一起，密封套大端凸圈7a嵌于锁紧套台阶孔中使得两者的结合更加可靠，锁紧套5的外壁通过密封圈6与接头台阶沉孔实现密封，弹性密封套7的小端抱紧在连杆1的圆周上实现密封，密封套小端凸圈7b可以增加弹性密封套7小端的强度，保养时旋掉螺塞8，通过注油孔2b向圆弧形外齿1a和圆弧形内齿2a所在的空间注入润滑油，可以改善万向节的工作状态，各处密封既可防止润滑油泄漏，又可以阻止螺杆钻具在使用过程中，钻井液对万向节的腐蚀和磨损，进一步延长万向节的使用寿命。

连杆1的两端外周分别均匀分布有八个圆弧形外齿1a。设置八对圆弧形齿，使得连杆1和接头2均易于加工，且圆弧形齿的齿顶及齿根高度适中，使得万向节的外形尺寸比较小，但每对圆弧形齿承受的扭矩适中。

圆弧形内齿2a、圆弧形外齿1a、承压钢球4、球座球窝和连杆球窝的表面分别设有氮碳共渗层。氮碳共渗层以上部件的表面硬度，提高配合面的耐磨性和抗疲劳性能。

承压钢球4可以承受巨大的轴向力，圆弧形外齿1a的外周沿轴向呈中间高两端低的对称圆弧形使得圆弧形外齿1a具有一定的自调心功能，连杆1可绕承压钢球4摆动一定角度以适应连杆轴线与接头轴线之间的偏差。通过多对圆弧形外齿1a和圆弧形内齿2a相互咬合来传递扭矩，改变了采用单点以及花瓣相互咬合的方式，把点接触改为面接触；把扭矩平均通过多个圆弧形齿的相互咬合来传递，减少了每个圆弧形齿所承受的扭矩，且齿根处不会发生应力集中，每个齿承受的扭矩相等，扭矩传递平稳，不容易发生齿折断的现象，同时该万向节的圆弧形齿是由车床加工而成，不存在焊接缝，不受焊接质量的影响，安全可靠；延长了万向节的使用寿命，提高了万向节工作的稳定性。

以上仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。