本實用新型涉及石油鉆井，特別是涉及一種帶有多級滾道槽的活動彎頭。

背景技術(shù)：

帶有多級滾道槽的活動彎頭是高壓管匯的重要部件，目前的主要壓力等級是42、70、105、140MPa四種類型，壓力越大，對帶有多級滾道槽的活動彎頭的綜合性能要求越高。油田現(xiàn)場出現(xiàn)過多次帶有多級滾道槽的活動彎頭發(fā)生意外失效甚至爆裂的事故，這不僅影響油田現(xiàn)場的工作效率及經(jīng)濟效益，更會對工作人員造成人身安全危害。為了規(guī)避對人員的人身安全危害，帶有多級滾道槽的活動彎頭生產(chǎn)廠家規(guī)定在帶有多級滾道槽的活動彎頭達到規(guī)定使用時間后，必須強制報廢。目前，同一型號的帶有多級滾道槽的活動彎頭，國產(chǎn)產(chǎn)品價格相對低廉，規(guī)定使用時間約500h；美國進口產(chǎn)品價格相對昂貴，但使用時間多達1200h。

帶有多級滾道槽的活動彎頭其中一個失效形式是滾道槽的擠壓變形、剝蝕、磨損嚴重使得主要密封處的密封失效，導(dǎo)致泄露，帶有多級滾道槽的活動彎頭轉(zhuǎn)動不靈活甚至卡死。原因是現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)存在滾道槽載荷分配不均勻現(xiàn)象嚴重，滾珠與滾道槽接觸過于集中使得接觸應(yīng)力過大等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種帶有多級滾道槽的活動彎頭，使其具有滾道槽載分配更合理和均勻，以及減小滾道槽的接觸應(yīng)力，從而延長帶有多級滾道槽的活動彎頭的使用壽命。

本實用新型提供的一種帶有多級滾道槽的活動彎頭，包括相互配合的母接頭和公接頭，所述母接頭上與公接頭的配合面沿軸向依次設(shè)有第一外滾道槽、第二外滾道槽和第三外滾道槽，所述公接頭外側(cè)壁沿軸向依次設(shè)有對應(yīng)的第一內(nèi)滾道槽、第二內(nèi)滾道槽和第三內(nèi)滾道槽，所述第一外滾道槽與第一內(nèi)滾道槽、第二外滾道槽與第二內(nèi)滾道槽、第三外滾道槽與第三內(nèi)滾道槽配合分別形成第一滾道環(huán)、第二滾道環(huán)和第三滾道環(huán)，所述第一滾道環(huán)、第二滾道環(huán)和第三滾道環(huán)內(nèi)填滿滾珠，所述第一滾道環(huán)靠近公接頭進口，所述第一滾道環(huán)與第二滾道環(huán)之間的母接頭內(nèi)側(cè)壁設(shè)有外錐環(huán)面，所述公接頭外側(cè)壁與外錐環(huán)面對應(yīng)處設(shè)有內(nèi)錐環(huán)面，所述內(nèi)錐環(huán)面與外錐環(huán)面配合形成環(huán)錐。

在上述技術(shù)方案中，所述母接頭外側(cè)壁與第二滾道環(huán)和第三滾道環(huán)對應(yīng)處設(shè)有環(huán)套，所述第一滾道環(huán)與第二滾道環(huán)之間、第二滾道環(huán)與第三滾道環(huán)之間的軸向距離L是滾珠直徑的兩倍，所述母接頭出口的端部設(shè)有倒角。

在上述技術(shù)方案中，每個內(nèi)滾道槽的截面為直徑與滾珠直徑相同的半圓形，每個外滾道槽的截面弧線由直徑不同的第一圓弧和第二圓弧組成，所述第一圓弧的半徑R1大于第二圓弧的半徑R2大，所述第二圓弧的半徑R2與滾珠的半徑相同，所述第一圓弧和第二圓弧均為圓心角為直角的圓弧，所述第一圓弧和第二圓弧的連接點為外滾道槽的頂點，所述頂點、第二圓弧的圓心和第一圓弧的圓心均位于一條直線上、且第二圓弧的圓心在對應(yīng)的第一圓弧圓心的內(nèi)側(cè)。

在上述技術(shù)方案中，第一圓弧的半徑R1比第二圓弧的半徑R2的差值為0.5mm。

在上述技術(shù)方案中，每個外滾道槽和內(nèi)滾道槽的截面兩側(cè)分別設(shè)有倒圓角。

在上述技術(shù)方案中，所述公接頭進口端部內(nèi)側(cè)設(shè)有第一環(huán)槽，所述母接頭與公接頭進口端部相抵的抵靠部設(shè)有與第一環(huán)槽對應(yīng)的第二環(huán)槽，所述第一環(huán)槽與第二環(huán)槽配合形成密封環(huán)槽，所述密封環(huán)槽內(nèi)設(shè)有密封圈。

在上述技術(shù)方案中，所述母接頭與公接頭用于流體通過的內(nèi)側(cè)壁、密封圈內(nèi)側(cè)壁均位于同一圓柱面內(nèi)。

本實用新型帶有多級滾道槽的活動彎頭，具有以下有益效果：①使公、母接頭內(nèi)表面平齊，減小因為液體壓力而產(chǎn)生的軸向力；②在第一、二滾道環(huán)之間設(shè)置環(huán)錐，使得第一滾道環(huán)的滾珠數(shù)目比第二、三滾道環(huán)少兩顆，使?jié)L道環(huán)之間的軸向距離為滾珠直徑的兩倍，適當增加母接頭外徑，在母接頭在端面設(shè)置倒角，使第一、二、三滾道槽的載荷分配更加均勻；③改進滾道槽的輪廓線，公接頭的滾道槽直徑與滾珠直徑相同，母接頭滾道槽為兩段直徑不同的圓弧，這樣既保證滾珠的順利裝配，也使?jié)L珠與滾道槽的初始接觸類型為面接觸，減小接觸應(yīng)力；④在滾道槽邊緣設(shè)置細微的倒圓角，改善滾道槽邊緣的應(yīng)力集中現(xiàn)象；⑤改進端面密封結(jié)構(gòu)，使得公接頭端部的壁厚增加，從而提高公接頭端部的耐沖刷能力。

附圖說明

圖1為本實用新型帶有多級滾道槽的活動彎頭的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A處的結(jié)構(gòu)放大示意圖；

圖3為圖2中B處的結(jié)構(gòu)放大示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步的詳細描述，但該實施例不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。

參見圖1至圖2，本實用新型帶有多級滾道槽的活動彎頭，包括相互配合的母接頭1和公接頭2，所述母接頭1上與公接頭2的配合面沿軸向依次設(shè)有第一外滾道槽、第二外滾道槽和第三外滾道槽，所述公接頭2外側(cè)壁沿軸向依次設(shè)有對應(yīng)的第一內(nèi)滾道槽、第二內(nèi)滾道槽和第三內(nèi)滾道槽，所述第一外滾道槽與第一內(nèi)滾道槽、第二外滾道槽與第二內(nèi)滾道槽、第三外滾道槽與第三內(nèi)滾道槽配合分別形成第一滾道環(huán)31、第二滾道環(huán)32和第三滾道環(huán)33，所述第一滾道環(huán)31、第二滾道環(huán)32和第三滾道環(huán)33內(nèi)填滿滾珠4，所述第一滾道環(huán)31靠近公接頭2進口，所述第一滾道環(huán)31與第二滾道環(huán)32之間的母接頭1內(nèi)側(cè)壁設(shè)有外錐環(huán)面，所述公接頭2外側(cè)壁與外錐環(huán)面對應(yīng)處設(shè)有內(nèi)錐環(huán)面，所述內(nèi)錐環(huán)面與外錐環(huán)面配合形成環(huán)錐8。所述母接頭1外側(cè)壁與第二滾道環(huán)32和第三滾道環(huán)33對應(yīng)處設(shè)有環(huán)套9，所述第一滾道環(huán)31與第二滾道環(huán)32之間、第二滾道環(huán)32與第三滾道環(huán)33之間的軸向距離L6是滾珠4直徑的兩倍，所述母接頭1出口的端部設(shè)有倒角7。環(huán)錐8使得第一滾道環(huán)31的滾珠4數(shù)目比第二滾道環(huán)32少兩顆，且相鄰滾道槽之間的軸向距離6為滾珠4直徑的兩倍，環(huán)套9使母接頭1增加一定的厚度，在母接頭1在端部設(shè)置倒角7，使第一、二、三滾道環(huán)的載荷分配更加均勻。

參見圖3，每個內(nèi)滾道槽的截面為直徑與滾珠4直徑相同的半圓形，每個外滾道槽的截面弧線由直徑不同的第一圓弧12和第二圓弧10組成，所述第一圓弧12的半徑15大于第二圓弧10的半徑13大，所述第二圓弧10的半徑13與滾珠4的半徑相同，所述第一圓弧12和第二圓弧10均為圓心角為直角的圓弧，所述第一圓弧12和第二圓弧10的連接點為外滾道槽的頂點，所述頂點、第二圓弧10的圓心17和第一圓弧12的圓心均位于一條直線上、且第二圓弧10的圓心在對應(yīng)的第一圓弧12圓心的內(nèi)側(cè)。第一圓弧12的半徑15比第二圓弧10的半徑13的差值19為0.5mm。這樣既保證滾珠4的裝配間隙，也使?jié)L珠4與滾道槽的初始接觸類型為面接觸，減小接觸應(yīng)力。每個外滾道槽和內(nèi)滾道槽的截面兩側(cè)分別設(shè)有倒圓角18。倒圓角18改善滾道槽邊緣的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

參見圖2，所述公接頭2進口端部內(nèi)側(cè)設(shè)有第一環(huán)槽24，所述母接頭1與公接頭2進口端部相抵的抵靠部設(shè)有與第一環(huán)槽24對應(yīng)的第二環(huán)槽14，所述第一環(huán)槽24與第二環(huán)槽14配合形成密封環(huán)槽，所述密封環(huán)槽內(nèi)設(shè)有密封圈5。密封圈5使得公接頭2端部的壁厚增加，從而提高公接頭2端部的耐沖刷能力。所述母接頭1與公接頭2用于流體通過的內(nèi)側(cè)壁、密封圈5內(nèi)側(cè)壁均位于同一圓柱面內(nèi)。這樣減小因為液體壓力而產(chǎn)生的軸向力。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。

本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。