滾動密封有體三牙輪鑽頭的製作方法
2023-07-05 06:11:51 2
專利名稱：滾動密封有體三牙輪鑽頭的製作方法
技術領域：
滾動密封有體三牙輪鑽頭技術領域 一種滾動密封有體三牙輪鑽頭，用於石油、地質、工 程勘探開發地殼表層的全面鑽進，屬於石油、地質、工程鑽井的三牙 輪鑽頭設計製造技術領域。
背景技術：
在現有技術中為了能順利的實施鑽井設計，表層的井 眼尺寸較大，因此在表層鑽井中使用的三牙輪鑽頭的直徑也較大，現 有用於表層鑽井的有體式三牙輪鑽頭，其軸承結構為大軸、中軸、小 軸的三點徑向支承，以及大、中軸臺階和中、小軸臺階的兩點軸向支 承，這種徑向和軸向支承都屬於過定位支承，目前技術的問題是為 了實現這種過定位的徑向和軸向支承，只有依靠提高軸承副的加工精 度來實現，因此增大了製造成本，如果加工精度達不到要求，軸承副 會受力不均，影響軸承副的承載能力，特別是大軸副的承載能力和使 用壽命，另外，現有技術的軸承密封為單"O"形橡膠圈密封，其密 封壽命遠小於軸承壽命，密封壽命與軸承壽命不匹配，常因密封先期 失效導致軸承提前損壞而使鑽頭失效。發明內容本實用新型的目的是針對現有有體式三牙輪鑽頭技術 存在的不足，使用大軸雙排滾動軸承和軸承雙密封方式，提供一種具 有無過定位滾動密封有體三牙輪鑽頭。本實用新型是這樣實現的 一種滾動密封有體三牙輪鑽頭，鑽頭 結構包括鑽頭體、牙爪、牙輪、軸承副結構、軸承副密封結構、中心
噴嘴和側噴嘴；軸承密封結構中，在大軸根部設置有兩道密封圈，目 的是擋渣密封和儲油密封，兩道密封圈由"O"形或子彈形，也可以 是矩形橡膠密封圈構成；大軸滾動軸承副由大軸、牙輪大孔和兩排滾 柱及兩排滾柱之間的隔環組成，推力軸承由大、小軸臺階面形成，與 原有技術相比，增大了止推面積，牙輪通過軸承副與牙爪結合在一起， 組成輪爪分裝件，輪爪分裝時，在小軸端與小孔底部留有微小間隙， 避免輪爪分裝時過定位，在鑽頭使用過程中，當大、小軸臺階止推副 有微小磨損後，小軸端與小孔底部就形成一個新的止推副。
本實用新型的積極效果在於由於大軸副承受約70%的徑向載 荷，釆用雙排滾柱中間加隔環的結構形式，大軸的支承長度加長，有 效的減少滾柱兩端的應力集中，而且加大了大、小軸之間止推臺階的 寬度，因此增大了軸向承載能力。在大軸根部增設的擋渣密封圈阻隔 鑽井液中攜帶的巖渣磨粒經間隙進入軸承，儲油密封圈阻隔鑽頭脂的 外洩和少量經擋渣密封圈後可能進入軸承副的磨粒，延長了軸承的密 封壽命和軸承壽命。
圖1為本實用新型的鑽頭體和牙輪剖視組裝結構示意圖。 圖2為圖1中圖號4， 5， 6根部軸承密封的放大結構示意圖。 圖3為本實用新型未安裝牙爪牙輪的鑽頭體倒置結構示意圖。
具體實施方案
以下結合附圖給出本實用新型的實施例本實用
新型包括鑽頭體l、牙爪2、牙輪3、軸承副結構、軸承副密封結構、 中心噴嘴13和側噴嘴14，軸承採用兩點徑向支承加單推力軸向支承的複合軸承結構，軸承副結構包括兩個大軸滾柱7和9、隔環8、鋼 球10、推力軸承11和小軸滾柱12，其中隔環8設置在兩個大軸滾柱 7和9之間，這種結構形式加長了大軸的支承長度，有效地減少了滾 柱兩端的應力集中，而且加大了大、小軸之間止推臺階的寬度，因此 增大了軸向承載能力；在密封結構中，在牙輪孔口與大軸軸頸根部之 間開設有兩個階梯式密封環槽，在兩個階梯式密封環槽內設置有擋渣 圈5和密封圈6兩道密封圈，形成軸承密封結構，兩道密封圈可以有 效防止鑽井液中的巖渣磨粒經過間隙4進入軸承腔，並阻隔鑽頭脂外 洩，因此延長了軸承密封的壽命和軸承的壽命；設置的擋渣圈5和密 封圈6兩道密封圈為"O"形或子彈形，也可以是矩形橡膠密封圈構 成；牙輪3通過軸承副與牙爪2結合在一起，組成輪爪分裝件，當輪 爪進行分裝時，在小軸端與小孔底部留有微小間隙，避免軸向過定位， 每個鑽頭有三個輪爪分裝件，在牙爪2與鑽頭體1結合面的外邊緣設 置有環狀焊槽15，在鑽頭體1外錐周向均布有軸向的長凹槽16;總 裝時，將輪爪分裝件的爪體插入設置在鑽頭體1外錐周向均布的軸向 長凹槽16內，並完成定位，然後用電焊將輪爪分裝件與鑽頭體1沿 著設置的環狀焊槽15結合面焊接，完成鑽頭的總裝；本實用新型的 主要部件鑽頭體l、牙輪3、牙爪2至少有一個採用鑄鋼毛坯。
權利要求1. 一種滾動密封有體三牙輪鑽頭，包括鑽頭體、牙爪、牙輪、軸承副機構、軸承副密封機構、中心噴嘴和側噴嘴，其特徵在於所述軸承副結構包括兩個大軸滾柱和隔環，隔環設置在兩個大軸滾柱之間，在牙輪孔口與大軸頸根部之間開設有兩個階梯式密封環槽，在鑽頭體外錐周向均布有軸向的長凹槽。
2、根據權利要求1所述的滾動密封有體三牙輪鑽頭，其特徵在 於在兩個階梯式密封環槽內設置有密封圈，密封圈為"0"形或子 彈形，也可以是矩形橡膠密封圈。
3、根據權利要求1所述的滾動密封有體三牙輪鑽頭，其特徵在於所述鑽頭體、牙輪、牙爪至少有一個採用鑄鋼毛坯。
專利摘要一種滾動密封有體三牙輪鑽頭，屬於石油、地質、工程鑽井的三牙輪鑽頭設計製造技術領域，包括鑽頭體、牙爪、牙輪、密封結構、軸承副結構、中心噴射結構和側噴射結構。大軸滾動軸承副由大軸、牙輪大孔和兩排滾柱及兩排滾柱之間的隔環組成，在大軸根部設置有兩道密封圈。本實用新型使用大軸雙排滾動軸承和軸承雙密封結構的方式，提供一種具有無過定位滾動軸承的有體三牙輪鑽頭，解決了現有技術中軸承因徑向和軸向支承過定位要求精度高加工難度大的問題，加強了大軸軸承的承載力，減少了滾柱兩端應力集中，有效增長了軸承壽命；解決了現有技術中單「O」形橡膠圈密封軸承壽命短的問題。
文檔編號E21B10/08GK201080787SQ200720080759
公開日2008年7月2日 申請日期2007年8月22日 優先權日2007年8月22日
發明者玲 吳, 彤 徐, 霞 王, 鄭家偉 申請人:四川石油管理局成都總機械廠