井下钻柱变速传动接头 【技术领域】
本发明属于一种油田油井井下作业的机械装置，特别是一种井下钻柱变速传动接头。
背景技术
目前在油井井下的机械装置或工具上完成一些作业，如井下倒扣、旋扣、造扣、套扣、管柱切割、打捞、整形铣磨、钻修、螺杆钻具和螺杆泵采油等，需要在机械装置上连接井下变速传动机械，目前使用的井下变速传动机械为NGW2Z-X负号机型式设计结构，由于受井下空间限制，传动齿轮模数和轴径都很小，因而在井下作业时，时有发生齿轮轴断裂的故障。而采用【美】、【俄】技术同样存在如上问题。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种井下钻柱变速传动接头，机件不易损坏，同时体积小，传递功率大，扭矩大，传动比不受限制，能实现换向传动。
为了实现上述目的本发明提供的技术方案之一是：它包括上接头、输入凸轮、钢球、行星架、扭矩平衡套、变速凸轮、输出轴和输出接头，其特征是：输入凸轮和变速凸轮之间设置行星架，行星架上设置有沿周向均布的钢球孔，钢球孔内组装钢球和行星轴，行星架与输出轴为整体联接，在输入凸轮与钢球的环形接触端呈大波纹状，在变速凸轮与钢球的环形接触端均布多个定位凹槽，在变速凸轮的后端固接扭矩平衡套，扭矩平衡套的外周面上沿轴向设置数道平衡圈，每道平衡圈上设置对称的离心弧形轨道，离心弧形轨道上组装可滑动的平衡块，在平衡块上组装可转动的扭矩平衡轮。
本方案的行星架上的钢球孔数量要比变速凸轮上的定位凹槽数量至少大于1。
为了实现上述目的本发明提供的技术方案之二是：它包括上接头、输入凸轮、钢球、行星架、扭矩平衡套、变速凸轮、输出轴和输出接头，其特征是：输入凸轮和变速凸轮之间设置行星架，行星架上设置有沿周向均布地钢球孔，钢球孔内组装钢球和行星轴，在输入凸轮与钢球的环形接触端呈大波纹状，在变速凸轮与钢球的环形接触端均布多个定位凹槽，变速凸轮与输出轴为整体联接，行星架后端固接扭矩平衡套，扭矩平衡套的外周面上沿轴向设置数道平衡圈，每道平衡圈上设置对称的离心弧形轨道，离心弧形轨道上组装可滑动的平衡块，在平衡块上组装可转动的扭矩平衡轮。
本方案的行星架上的钢球孔数量要比变速凸轮上的定位凹槽数量至少大于1。
工作原理：使用时，将本发明的上接头接加厚油管的下端，转柱转动带动上接头旋转，上接头带动输入凸轮转动，输入凸轮推动行星架上的钢球，钢球作用于变速凸轮上，输出扭矩由变速凸轮与输出接头传给执行机构，反作用扭矩由行星架连接扭矩平衡套，由扭矩平衡套上的扭矩平衡块和扭矩平衡轮作用在井壁上。扭矩平衡轮的另一作用是在防止扭矩平衡套反转外，还要保证不影响钻柱的纵向移动。如果需要换向传动时，就须采用扭矩平衡套与行星架连接在一起，变速凸轮轴和接头连接在一起。
本发明的优点是：以钢球传动代替传统技术的齿轮传动，机架不易损坏，同时体积小，传递功率大，扭矩大，传动比不受限制，能实现换向传动，特别适合在井眼内使用。
【附图说明】
图1是本发明的实施例一管柱变速接头结构示意图。
图2是图1的结构放大示意图。
图3是实施例一的行星架与变速输出轴为一体的结构示意图。
图4是图1的A-A剖视图。
图5是行星架的钢球孔内组装钢球展开示意图。
图6是图1的B-B剖视图。
图7是本发明的实施例二管柱换向变速接头结构示意图。
图8是图7的结构放大示意图。
图9是实施例二的行星架结构示意图。
图10是图7的C-C剖视图。
【具体实施方式】
见图1-4，实施例一为管柱变速接头结构，其具体结构如下：上接头1通过螺纹联接输入凸轮2，变速凸轮5通过螺纹联接扭矩平衡套6。行星架14与输出轴3为一整体联接，在行星架14上沿圆周均布10个钢球孔17，每个钢球孔17内通过行星轴13组装一对钢球4。见图5，行星架14位于输入凸轮2和变速凸轮5之间，在输入凸轮2与钢球4的环形接触端呈大波纹状18，在变速凸轮5与钢球4的环形接触端均布8个定位凹槽19。见图2、6，扭矩平衡套6的外周面上沿轴向设置数道平衡圈，每道平衡圈上设置对称的离心弧形轨道20，离心弧形轨道20上组装可滑动的平衡块7，在平衡块7上组装可转动的扭矩平衡轮8，转动的结构是在平衡块7和平衡轮8之间的环型槽上装有一圈滚子15。在平衡块7上还装有定位弹簧和钢珠16。见图2，输出轴3的前部组装螺母10，并通过单向推力球轴承11和圆柱滚子轴承12转动组装在输入凸轮2、变速凸轮5和扭矩平衡套6内，其下端连接输出接头9。本实施例的管柱变速接头结构决定输出轴输出为正转，其输入输出传动比由行星架14上的钢球孔17数量与变速凸轮5上的定位凹槽19数量比值决定的，本实施例的传动比为5∶1。
见图7-10，实施例二为管柱换向变速接头结构，其具体结构与实施例一的管柱变速接头不同点如下：行星架14的后部有连接螺纹，与扭矩平衡套6固接在一起。变速凸轮5与输出轴3为整体联接。其它结构同实施例一。在行星架14上沿圆周均布10个钢球孔17，在变速凸轮5与钢球3的环形接触端均布8个定位凹槽19，本实施例的管柱换向变速接头结构决定输出轴输出为反转，按照钢球孔10与定位凹槽8的数量比值，其传动比为4∶1。