шарнир забойного двигателя

Формула изобретения

1. Шарнир забойного двигателя, содержащий корпус с внутренними полуцилиндрическими шпоночными пазами, установленный в нем с возможностью кругового отклонения на острый угол вал с заплечиком и с установленными на нем шпонками, помещенными в расположенные на периферии полусферические шпоночные гнезда вала, вкладыш с опорной поверхностью, установленный в корпусе для взаимодействия с торцом вала, и узел уплотнения, включающий манжету, ниппель и гайку, отличающийся тем, что он содержит штуцер с выполненным внутри уступом и установленную в нем дополнительную опору для взаимодействия ее охватывающей поверхности с выполненной на заплечике вала охватываемой поверхностью, причем охватываемая поверхность заплечика вала и охватывающая поверхность дополнительной опоры, а также торец вала и взаимодействующая с ним опорная поверхность вкладыша выполнены сферическими с центром сфер в точке пересечения центральной оси вала и плоскости, проходящей через центры полусферических шпоночных гнезд вала.

2. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что шпонки выполнены в виде полуцилиндра-полушара, установлены во внутренние полуцилиндрические шпоночные пазы корпуса с возможностью осевого перемещения для взаимодействия с корпусом по полуцилиндрическим поверхностям.

3. Шарнир по п.1 или 2, отличающийся тем, что узел уплотнения выполнен в виде гофрированной манжеты, неподвижно установленной в штуцере и закрепленной посредством ниппеля и гайки, и на вале закрепленной посредством пружинного кольца.

4. Шарнир по любому из пп.1, 2 и 3, отличающийся тем, что шпонки выполнены составными из полуцилиндра с выполненным в нем полусферическим гнездом и из установленного в гнездо шара.

Описание изобретения к патенту

Шарнир забойного двигателя относится к буровой технике, в частности к устройствам для кинематического соединения ротора винтового забойного двигателя с выходным валом шпинделя.

Известно шарнирное соединение забойной героторной гидравлической машины, содержащее корпус с внутренними зубьями, установленные в нем с возможностью кругового отклонения два вала с наружными зубьями и с опорными поверхностями, выполненными со сферическими расточками для взаимодействия с установленным между валами шаром, который имеет радиус меньше, чем радиус сферических расточек, и узлы уплотнения, включающие эластичные кольца и гайки (см., например, а.с. 543730 от 29.10.73, М.кл³ Е 21 В 3/12, опубл. 14.03.77, БИ 3).

Недостатком известного шарнирного соединения является то, что в результате точечного контакта шара с валами при работе под действием осевых и отклоняющих усилий сферические расточки валов развальцовываются, теряют свою форму и валы преждевременно приходят в негодность.

Другим существенным недостатком известного шарнирного соединения является то, что при его работе в условиях ударов и колебаний нарушается герметизация узла уплотнения из-за чрезмерной его жесткости. В результате этого в зону взаимодействия зубьев валов и корпуса, а также в зону взаимодействия шара и валов попадает промывочная жидкость, содержащая мелкие абразивные частицы, и значительно ускоряет процесс истирания и изнашивания зубьев, передающих силовую нагрузку, за счет гидроабразивного износа.

Также недостатком известного шарнирного соединения является то, что при круговом отклонении валов контакт наружных и внутренних зубьев осуществляется точечный.

В условиях ударов, вибраций и колебаний, сопровождающих бурение скважин, контактные напряжения в зубьях шарнирного соединения превышают допустимые, т. к. при круговом отклонении валов часть зубьев выключается из работы, а другая их часть несет повышенную нагрузку, часто превышающую предельно допустимую. От этого зубья преждевременно разрушаются и приводят шарнирное соединение в негодность.

Эти и другие недостатки известного шарнирного соединения не позволяют обеспечить необходимую надежность работы узла, несущего значительную силовую нагрузку, и не дают возможности его использовать, в винтовых забойных двигателях.

Известна шарнирная муфта, содержащая корпус и установленные в нем с возможностью кругового отклонения на острый угол две полумуфты с радиальными отверстиями и с выполненными в них торцевыми кольцевыми пазами для размещения в пазах соединительной втулки с зазором, с радиальными отверстиями, в которых установлены с зазором шпонки, выполненные в виде роликов, и уплотнения, выполненные в виде колец из эластичного материала (см., например, а. с. 1012647 от 12.09.80, М.кл. Е 21 В 3/24, опубл. 23.02.84, БИ 7).

Недостатком известной шарнирной муфты является то, что соединительная втулка и шпонки, установленные в отверстия с зазором, при передаче крутящего момента силы жестко ударяют друг о друга, из-за этого выкрошиваются и являются источником ускоренного износа и разрушения. В результате жестких соударений при работе шарнирной муфты отверстия в полумуфтах и в соединительной втулке разбиваются, развальцовываются, от этого отверстия увеличиваются в размере и сила соударений возрастает. В конечном счете это приводит к разрушению соединительной втулки, роликов и полумуфт.

Другим недостатком известной шарнирной муфты является то, что осевое усилие передается в одну сторону точечным контактом полумуфт, в другую сторону точечными контактами роликов и соединительной втулки. При этом контактные напряжения в местах взаимодействия деталей достигают предельных величин, а в условиях ударов и вибраций превосходят их и нередко приводят шарнирную муфту к разрушению.

В результате осевого перемещения полумуфт, допускаемого зазорами в полумуфтах и в соединительной втулке, уплотнение эластичными кольцами нарушается, в места взаимодействия роликов, в зазоры попадает промывочная жидкость, содержащая мелкие абразивные частицы, и износ деталей катастрофически возрастает. Шарнирная муфта преждевременно приходит в негодность.

В результате жестких соударений полумуфт при знакопеременной нагрузке опорные поверхности разрушаются, искажают свою форму. Сопротивление круговому отклонению вала возрастает, и это существенно влияет на работу винтового забойного двигателя, снижая его работоспособность.

Эти и другие недостатки не позволяют использовать известную шарнирную муфту в винтовых забойных двигателях из-за низкой надежности и недостаточной долговечности в условиях ударной забойной нагрузки, связанной с бурением нефтяных и газовых скважин.

Известна универсальная муфта для забойного двигателя, содержащая корпус с внутренними прямоугольными шпоночными пазами, установленный в нем с возможностью кругового отклонения на острый угол вал с установленными на нем шпонками, помещенными в радиальные шпоночные отверстия, вкладыш с опорной поверхностью, установленный в корпусе для взаимодействия с шаром и узел уплотнения, включающий уплотнительное кольцо с манжетой и гайку (см., например, патент США 4772246 от 20.09.88, М.кл⁴ F 16 D 3/50).

В известной универсальной муфте исключены некоторые недостатки указанных ранее шарнирных устройств, а именно шпонки взаимодействуют с валом и с корпусом по поверхностям скольжения. Это снижает контактные напряжения при работе и повышает нагрузочную способность известной универсальной муфты.

Недостатком известной универсальной муфты является то, что при знакопеременных осевых нагрузках возникают жесткие удары, которые вызывают повышенный износ деталей и преждевременное их разрушение.

Также недостатком известной универсальной муфты является то, что выполненные в вале сквозные радиальные отверстия для установки шпонок и осевое отверстие для установки шара значительно уменьшают прочность вала, кроме того, являются концентраторами напряжений. В результате в этом месте при передаче ударной забойной нагрузки вал может разрушиться и привести универсальную муфту в негодность.

Другим недостатком известной универсальной муфты являются то, что в узле уплотнения установленная манжета недостаточно надежна из-за возможности образования в ней усталостных трещин в связи с частыми пульсирующими растяжениями.

При круговом отклонении вала в результате появления ycтaлостных трещин на манжете, манжета быстро разрушается, пропускает промывочную жидкость, содержащую мелкие абразивные частицы, в узел уплотнения и детали, передающие силовую нагрузку, ускоренно изнашиваются, а универсальная муфта досрочно приходит в негодность.

Эти и другие недостатки известной универсальной муфты ограничивают ее применение в винтовых забойных двигателях и не позволяют ее использовать в условиях бурения нефтяных и газовых скважин, при которых промывочная жидкость содержит абразивные частицы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является шарнир забойного двигателя, содержащий корпус с внутренними полуцилиндрическими шпоночными пазами, установленный в нем с возможностью кругового отклонения на острый угол вал с заплечиком и установленными на нем шпонками, выполненными в виде шаров, помещенными в расположенные на периферии полусферические шпоночные гнезда вала, вкладыш с опорной поверхностью, установленный в корпусе для взаимодействия с торцом вала через шар и узел уплотнения, включающий манжету, уплотнительное кольцо и гайку (см., например, патент США 5267905 от 07.12.1993, М.кл. F 16 D 3/221).

Вышеуказанное техническое решение принято за прототип.

В известном шарнире забойного двигателя устранены некоторые недостатки известных шарнирных устройств. В частности, шпонки выполнены в виде шаров, и для их установки на вал в вале выполнены полусферические шпоночные гнезда, а не сквозные радиальные отверстия, ослабляющие вал в опасном сечении, - на вале установлено большее количество шпонок, и каждая шпонка менее нагружена.

Это делает предпосылки к повышению нагрузочной способности известного шарнира забойного двигателя.

Недостатком известного шарнира забойного двигателя является то, что вал имеет возможность осевого смещения относительно корпуса при передаче знакопеременной силовой нагрузки под некоторым углом при круговом отклонении вала. В связи с этим детали шарнира подвергаются жестким ударам, разрушающим опорные поверхности и приводящим к преждевременному выходу из строя всего шарнира.

Другим недостатком известного шарнира является то, что вал в самом нагруженном месте ослаблен центральным отверстием, в котором установлен шар, передающий осевую нагрузку. В результате при передаче силовой нагрузки вероятность разрушения вала в ослабленном сечении очень велика. Это снижает силовые возможности шарнира забойного двигателя, является слабым местом в известной конструкции шарнира и служит препятствием к широкому его использованию в забойных двигателях.

Также недостатком известного шарнира является то, что крутящий момент с вала на корпус и обратно передается линейными скользящими контактами шаров и корпуса во внутренних полуцилиндрических шпоночных пазах. В результате при работе шарнира контактные напряжения достигают предельных величин, а при ударах и вибрациях, связанных с условиями бурения скважин, контактные напряжения превышают их и приводят к интенсивному износу и к преждевременному разрушению корпуса.

К недостатку можно отнести и слабую защищенность шарнира от попадания в него промывочной жидкости, содержащей мелкие абразивные частицы, из-за преждевременного износа уплотнительного кольца и нарушения герметичности узла уплотнения.

Эти и другие недостатки известного шарнира забойного двигателя не позволяют в полной мере обеспечить длительную, безаварийную работу и не дают возможности повышать надежность, долговечность и достаточную экономическую эффективность шарнира и винтового забойного двигателя, куда шарнир входит составной частью.

Задачами предлагаемого изобретения являются устранение имеющихся недостатков известного шарнира забойного двигателя и создание возможности снижения контактных напряжений во взаимодействующих деталях, предотвращение преждевременного истирания, износа и досрочного разрушения вала и корпуса, сохранение шарнира на более длительный период в работоспособном состоянии и в конечном счете повышение надежности и долговечности шарнира забойного двигателя.

Поставленные задачи решаются за счет того, что известный шарнир забойного двигателя, содержащий корпус с внутренними полуцилиндрическими шпоночными пазами, установленный в нем с возможностью кругового отклонения на острый угол вал с заплечиком и с установленными на нем шпонками, помещенными в расположенные на периферии полусферические шпоночные гнезда вала, вкладыш с опорной поверхностью, установленный в корпусе для взаимодействия с торцом вала, и узел уплотнения, включающий манжету, ниппель и гайку, согласно изобретению он содержит штуцер с выполненным внутри уступом и установленную в нем дополнительную опору для взаимодействия ее охватывающей поверхности с выполненной на заплечике вала охватываемой поверхностью, причем охватываемая поверхность заплечика вала и охватывающая поверхность дополнительной опоры, а также торец вала и взаимодействующая с ним опорная поверхность вкладыша выполнены сферическими с центром сфер в точке пересечения центральной оси вала и плоскости, проходящей через центры полусферических шпоночных гнезд вала;

- шпонки выполнены в виде полуцилиндра-полушара, установлены во внутренние полуцилиндрические шпоночные пазы корпуса с возможностью осевого перемещения для взаимодействия с корпусом по полуцилиндрическим поверхностям;

- узел уплотнения выполнен в виде гофрированной манжеты, неподвижно установленной в штуцере и закрепленной посредством ниппеля и гайки и на вале закрепленной посредством пружинного кольца;

- шпонки выполнены составными из полуцилиндра с выполненным в нем полусферическим гнездом и из установленного в него (в гнездо) шара.

В результате того, что предлагаемый шарнир забойного двигателя содержит штуцер с выполненным внутри уступом и установленную в нем дополнительную опору для взаимодействия ее охватывающей поверхности с выполненной на заплечике вала охватываемой поверхностью, причем охватываемая поверхность заплечика вала и охватывающая поверхность дополнительной опоры, а также торец вала и взаимодействующая с ним опорная поверхность вкладыша выполнены сферическими с центром сфер в точке пересечения центральной оси вала и плоскости, проходящей через центры полусферических шпоночных гнезд вала, достигается возможность центрирования вала в корпусе. В связи с этим исключается вероятность жестких соударений вала при передаче осевых забойных и гидравлических усилий и при круговых отклонениях вала на острый угол относительно корпуса. Это обеспечивает снижение контактных напряжений в сопрягаемых деталях и предотвращает преждевременное истирание, износ и досрочное разрушение деталей шарнира.

Центрирование вала обеспечивает возможность кругового отклонения вала и задает необходимую амплитуду отклонения манжеты. При этом искажение формы манжеты будет минимальным, деформация незначительна и манжета дольше сохранит свою целостность. Узел уплотнения более длительное время будет удерживать смазку и сопротивляться просачиванию промывочной жидкости, содержащей мелкие абразивные частицы, в шарнир. Это способствует снижению коэффициента трения сопрягаемых деталей, сокращению потерь на трение, более надежной герметизации шарнира забойного двигателя.

Исключение возможности жесткого соударения вала с вкладышем и с дополнительной опорой снижает контактные напряжения при передаче осевых усилий, и в связи с этим уменьшается истирание и износ опорных поверхностей и на более длительный период сохраняется шарнир в работоспособном состоянии.

В связи с тем, что в предлагаемом шарнире забойного двигателя шпонки выполнены в виде полуцилиндра-полушара, установлены во внутренние полуцилиндрические шпоночные пазы корпуса с возможностью осевого перемещения для взаимодействия с корпусом по полуцилиндрическим поверхностям, достигается реальная возможность снижения контактных напряжений в шпонках и в корпусе при передаче крутящего момента силы за счет значительного увеличения площади взаимодействия шпонок с корпусом (вместо линейного контакта - в прототипе, согласно изобретению предлагается рабочий контакт по цилиндрической поверхности со значительной площадью). В результате этого уменьшаются контактные напряжения, снижается износ трущихся поверхностей, повышается несущая способность шарнира и сохраняется его работоспособность на более длительный период.

В результате того, что в предлагаемом шарнире забойного двигателя узел уплотнения выполнен в виде гофрированной манжеты, неподвижно установленной в штуцере и закрепленной посредством ниппеля и гайки, и на вале закрепленной посредством пружинного кольца, предотвращается преждевременное образование микротрещин в манжете, ликвидируется возможность интенсивного гидроабразивного износа деталей и досрочного разрушения манжеты при круговом отклонении вала на острый угол относительно корпуса за счет повышения эластичности манжеты из-за имеющихся гофров и снижения в них (в гофрах) напряжений. Это позволяет на более длительный срок сохранить в целостности манжету и обеспечить надежную герметизацию шарнира и сохранение смазки в нем.

В связи с тем, что в предлагаемом шарнире забойного двигателя шпонки выполнены составными из полуцилиндра с выполненным в нем полусферическим гнездом и из установленного в него (в гнездо) шара достигается большая подвижность составных частей шпонок. В результате создается возможность уменьшения сопротивления круговому отклонению вала относительно корпуса со стороны шпонок.

Таким образом, реализация отличительных признаков в совокупности с известными в предлагаемом шарнире забойного двигателя создает возможность ликвидировать недостатки, присущие известному шарниру забойного двигателя, и обеспечить снижение контактных напряжений, предотвратить преждевременное истирание, износ и досрочное разрушение вала, корпуса и манжеты, сохранить шарнир на более длительный период в работоспособном состоянии и в конечном счете повысить надежность и долговечность шарнира забойного двигателя.

Для пояснения сущности предлагаемого изобретения представлены чертежи.

На фиг.1 показан общий вид шарнира забойного двигателя, разрез, два варианта выполнения шпонок.

На фиг.2 показан поперечный разрез А-А на фиг.1 (уменьшено).

Шарнир забойного двигателя содержит корпус 1 с внутренними полуцилиндрическими шпоночными пазами 2, установленный в корпусе 1 с возможностью кругового отклонения на острый угол вал 3 с заплечиком 4 и с установленными на валу 3 шпонками 5, помещенными в расположенные на периферии вала 3 полусферические шпоночные гнезда 6, вкладыш 7 с опорной поверхностью 8, установленный в корпусе 1 для взаимодействия с торцом 9 вала 3 и узел 10 уплотнения, включающий манжету 11, ниппель 12 и гайку 13. Он также содержит штуцер 14 с выполненным внутри уступом 15 и установленную в штуцере 14 дополнительную опору 16 для взаимодействия охватывающей поверхности 17 дополнительной опоры 16 с выполненной на заплечике 4 вала 3 охватываемой поверхностью 18. Дополнительная опора 16 также взаимодействует с уступом 15 штуцера 14. Охватываемая поверхность 18 заплечика 4 вала 3 и охватывающая поверхность 17 дополнительной опоры 16, а также торец 9 вала 3 и взаимодействующая с торцом 9 вала 3 опорная поверхность 8 вкладыша 7 выполнены сферическими с центром сфер в точке пересечения центральном оси вала 3 и плоскости, проходящей через центры полусферических шпоночных гнезд 6 вала 3.

Шпонки 5 выполнены в виде полуцилиндра 19 - полушара 20, соединенных в одно целое, установлены своей полуцилиндрической частью во внутренние полуцилиндрические шпоночные пазы 2 корпуса 1 с возможностью осевого перемещения в корпусе 1 для взаимодействия с корпусом 1 по внутренним полуцилиндрическим поверхностям шпоночных пазов 2. Узел 10 уплотнения отклоняющегося вкруговую на острый угол вала 3 выполнен в виде гофрированной манжеты 11, неподвижно установленной в штуцере 14 и закрепленной в нем одним концом посредством ниппеля 12 и гайки 13, другим концом установленной на валу 3 и закрепленной, например, посредством пружинного кольца 21, перекрывающего на некоторый угол (на 20-30^o и более) всю периферию установленной на валу 3 манжеты.

Шпонки 5 могут быть выполнены составными и составлены из полуцилиндра 22 с выполненным в нем полусферическим гнездом 23 и из установленного в полусферическое гнездо 23 полуцилиндра 22 шара 24. Гофрированная манжета 11 может быть изготовлена из резины или другого упругого эластичного материала.

В предлагаемом шарнире забойного двигателя пространство между валом 3 и корпусом 1, штуцером 14, ниппелем 12 и гофрированной манжетой 11 заполнено жидкой смазкой. Трущиеся поверхности деталей упрочнены износостойкими покрытиями.

Возможны другие варианты конструктивного исполнения шарнира забойного двигателя.

Шарнир забойного двигателя верхней резьбой подсоединяется к ротору забойного двигателя, осуществляющему вращение и планетарное обращение вокруг оси двигателя (на чертеже не показан). Нижней резьбой шарнир подсоединяется к другому такому же шарниру (на чертеже не показан) или к выходному валу забойного двигателя (на чертеже не показан), который концентрично вращается относительно центральной оси забойного двигателя.

Работает шарнир забойного двигателя следующим образом.

Вращение и планетарное обращение корпуса 1 шпонками 5 передается на вал 3. Нижний конец вала 3 осуществляет только вращение. Ось вала 3 наклонена к оси корпуса 1 на острый угол. В связи с этим при вращении вала 3 и корпуса 1 шпонки 5 вынуждены взаимодействовать по цилиндрическим поверхностям и перемещаться вдоль внутренних полуцилиндрических шпоночных пазов 2 корпуса 1 вверх и вниз. Но вкладыш 7 и дополнительная опора 16 благодаря выполненным сферическими опорным поверхностям: опорной поверхности 8, торцу 9 вала 3, охватываемой поверхности 18 заплечика 4 вала 3 и охватывающей поверхности 17 дополнительной опоры 16, центрируют вал 3, допускают его круговое отклонение на острый угол и не позволяют ему смещаться в осевом направлении. В результате предотвращаются осевые соударения вала 3 с вкладышем 7 и с корпусом 1 в одну сторону, а также вала 3 с дополнительной oпopoй 16, с уступом 15 штуцера 14 и с корпусом 1 - в другую сторону. Следовательно, таким образом устранена одна из причин преждевременного разрушения корпуса 1 и вала 3: ликвидированы жесткие соударения деталей передающих силовую нагрузку.

При круговом отклонении вала 3, благодаря тому, что узел уплотнения шарнира 10 выполнен в виде гофрированной манжеты 11, манжета 11 деформируется в каждом гофре и в каждом месте ее перегиба. Поэтому величина местной деформации будет незначительна для того, чтобы создать предпосылки преждевременного разрешения манжеты 11, но достаточна для того, чтобы обеспечить герметизацию шарнира на длительный период и защитить шарнир забойного двигателя oт попадания в него промывочной жидкости, содержащей мелкие абразивные частицы.

Осевая нагрузка с корпуса 1 передается вкладышу 7, который своей опорной поверхностью 8 взаимодействует с торцом 9 вала 3 и передает ее (нагрузку) далее на вал 3, имея значительную площадь опорной поверхности 8. Это позволяет существенно снизить контактные напряжения, уменьшить износ опорных пoвepxнocтей и повысить срок службы шарнира. Растягивающая нагрузка на шарнир забойного двигателя, возникающая, например, при спуске забойного двигателя (шapниp входит в состав забойного двигателя) в скважину, действует на корпус 1, передается на штуцер 14, через уступ 15 и дополнительную опору 16 на вал 3. Площадь взаимодействия охватывающей поверхности 17 дополнительной опоры 16 и охватываемой поверхности 18 заплечика 4 вала 3 достаточно велика для того, чтобы обеспечить длительную безаварийную работу шарнира с незначительным износом трущихся поверхностей.

Крутящий момент силы передается с корпуса 1 через шпонки 5, установленные во внутренние полуцилиндрические шпоночные пазы 2, и своими полушарами 20, (или шарами 24, установленными в полусферические гнезда 23 полуцилиндров 22) помещенными в расположенные на периферии вала 3 полусферические шпоночные гнезда 6, передается на вал 3.

При круговом отклонении вала 3 на острый угол передача крутящего момента силы осуществляется при обязательном скольжении шпонок 5 своими полуцилиндрами 19 (или полуцилиндрами 22 с полусферическим гнездом 23) по внутренним полуцилиндрическим шпоночным пазам 2. Сопряжение и передача крутящего момента с корпуса 1 на шпонки 5 осуществляется по цилиндрической поверхности, а шпонок 5 с валом 3 - по шаровой поверхности полусферических шпоночных гнезд 6.

Таким образом вся силовая нагрузка с корпуса 1 на вал 3 передается контактами деталей по поверхностям, имеющим значительные площади взаимодействия, поэтому контактные напряжения в деталях будут снижены, истирание и износ деталей, передающих силовую нагрузку, будет меньше.

При работе шарнира забойного двигателя и передаче силовой нагрузки в места скольжения и в места сопряжения деталей подается смазка путем непрерывного перетекания смазки, связанного с постоянным изменением формы заполненного жидкой смазкой пространства между валом 3, корпусом 1, штуцером 14, ниппелем 12 и гофрированной манжетой 11. Гофрированная манжета 11, благодаря своей форме и эластичности, обеспечивает герметизацию вала 3 при круговом его отклонении на острый угол относительно корпуса 1. Ниппель 12 и гайка 13 в штуцере 14 надежно герметизируют гофрированную манжету 11 в корпусе 1, а пружинное кольцо 21 узла уплотнения 10 герметизирует гофрированную манжету 11 на отклоняющемся вкруговую вале 3. Это способствует уменьшению просачивания промывочной жидкости, содержащей мелкие абразивные частицы, в шарнир и предотвращает возможность ускоренного гидроабразивного износа деталей.

Таким образом, реализация отличительных признаков предлагаемого шарнира забойного двигателя в сочетании и в совокупности с известными создает возможность ликвидировать недостатки, присущие известному шарниру забойного двигателя, и обеспечить достижение положительного технического результата:

- снижение контактных напряжений и предотвращение преждевременного истирания, износа и досрочного разрушения деталей шарнира забойного двигателя путем ликвидации жестких соударений и увеличения площади контакта;

- снижение коэффициента трения и сокращение потерь на трение за счет улучшения смазки, более надежной герметизации шарнира забойного двигателя и уменьшения просачивания промывочной жидкости, содержащей мелкие абразивные частицы, в шарнир;

- обеспечение подвижности в шпонках и уменьшение сопротивления круговому отклонению вала на острый угол;

- обеспечение возможности повышения несущей способности шарнира забойного двигателя;

- сохранение на более длительный период в работоспособном состоянии шарнира забойного двигателя.

Все это позволяет повысить надежность и долговечность шарнира забойного двигателя, то есть позволяет решить поставленные в изобретении задачи.