可防脫的開井三爪輪鑽頭的製作方法

2023-06-10 14:47:51

本發明涉及鑽井開採技術領域，具體涉及可防脫的開井三爪輪鑽頭。

背景技術：

石油鑽井和地質鑽探中應用最多的還是牙輪鑽頭。牙輪鑽頭在旋轉時具有衝擊、壓碎和剪切破碎地層巖石的作用，所以，牙輪鑽頭能夠適應軟、中、硬的各種地層。特別是在噴射式牙輪鑽頭和長噴嘴牙輪鑽頭出現後，牙輪鑽頭的鑽井速度大大提高，是牙輪鑽頭發展史上的一次重大革命。牙輪鑽頭按牙齒類型可分為銑齒(鋼齒)牙輪鑽頭、鑲齒(牙輪上鑲裝硬質合金齒)牙輪鑽頭；按牙輪數目可分為單牙輪鑽頭、三牙輪鑽頭和組裝多牙輪鑽頭。國內外使用最多、最普遍的是三牙輪鑽頭。現有技術中，當三爪輪鑽頭轉動時，牙輪與軸頸之間會產生一個震動，在震動過程中軸頸與牙輪之間的磨損加重，最終導致牙輪從軸頸上脫落。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供可防脫的開井三爪輪鑽頭，解決現有的牙輪鑽頭的牙輪與牙爪之間連接不緊密、容易脫落的問題。

本發明通過下述技術方案實現：

可防脫的開井三爪輪鑽頭，包括牙輪、牙爪，所述牙輪與牙爪之間設置有一個軸頸，在牙爪下端設置有一個採用實心鋼材製成的連接柱和圓柱盤，所述連接柱的一端與牙爪的端部連接、另一端與圓柱盤連接，所述連接柱的軸線與軸頸的軸線重合，且圓柱盤的直徑大於連接柱的直徑；

所述軸頸的軸向方向還開有一個通孔，所述通孔與連接柱匹配；

所述牙輪的內部還設置有一個與軸頸外表面匹配的安裝孔，在安裝孔底部還開有一個凹槽，所述凹槽與圓柱盤外表面匹配。進一步的，本發明設計了一種新型的牙輪與牙爪的配合方式，在牙爪與牙輪之間增加一個連接柱與圓柱盤，圓柱盤安裝在牙輪內部的凹槽中，然後連接柱穿過軸頸與牙爪固定，這樣圓柱盤被限制在軸頸與凹槽之間。連接柱和圓柱盤加大了牙爪位於牙輪內的質量，並且對牙輪起到進一步支撐作用，使得牙輪與牙爪之間連接更加緊密，當三爪輪鑽頭轉動時，可減小牙爪和牙輪的偏振，使得牙輪不容易脫落。

所述圓柱盤和連接柱為一體成型件。進一步的，圓柱盤和連接柱可採用一個圓柱棒通過削切、打磨加工成型，這樣可保證圓柱盤與連接柱的強度。

所述軸頸與圓柱盤之間還設置有若干個相互重疊的蝶形彈簧片，所述蝶形彈簧片中心的圓孔孔徑與連接柱外徑匹配。進一步的，蝶形彈簧片組成蝶形彈簧，當鑽頭震動時，蝶形彈簧受到沿軸頸軸向方向的力和重力共同作用，合力指向水平方向，進一步保護牙輪，使得牙輪不容易脫落。同時蝶形彈簧受力的作用，發生形變，產生一個反作用力指向牙爪方向，使牙輪、牙爪配合緊密。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

本發明可防脫的開井三爪輪鑽頭，解決了現有的牙輪鑽頭的牙輪與牙爪之間連接不緊密、容易脫落的問題，具有較高的實用性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成

本技術：
的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-牙輪，2-牙爪，3-軸頸，4-連接柱，5-圓柱盤，6-蝶形彈簧片。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。

實施例

如圖1所示，本發明可防脫的開井三爪輪鑽頭，包括牙輪1、牙爪2，所述牙輪1與牙爪2之間設置有一個軸頸3，在牙爪2下端設置有一個採用實心鋼材製成的連接柱4和圓柱盤5，所述連接柱4的一端與牙爪2的端部連接、另一端與圓柱盤5連接，所述連接柱4的軸線與軸頸3的軸線重合，且圓柱盤5的直徑大於連接柱4的直徑；所述軸頸3的軸向方向還開有一個通孔，所述通孔與連接柱4匹配；所述牙輪1的內部還設置有一個與軸頸3外表面匹配的安裝孔，在安裝孔底部還開有一個凹槽，所述凹槽與圓柱盤5外表面匹配。所述圓柱盤5和連接柱4為一體成型件。所述軸頸3與圓柱盤5之間還設置有若干個相互重疊的蝶形彈簧片6，所述蝶形彈簧片6中心的圓孔孔徑與連接柱4外徑匹配。圓柱盤的周向側壁與凹槽側壁之間有0.2mm的間隙，可避免圓柱盤影響牙輪轉動。以上結構解決了現有的牙輪鑽頭的牙輪與牙爪之間連接不緊密、容易脫落的問題。

本發明的牙輪、牙爪的安裝方法：先將圓柱盤5放在牙輪1內部的凹槽中，然後將軸頸3上的通孔穿過連接柱4，並保證軸頸3的外壁與牙輪1上的安裝孔匹配安裝；在牙爪2的上和連接柱4的端部側壁上還開有小孔，連接柱4與牙爪2通過平鍵放入小孔內的方式配合連接，然後在牙爪2表面採用焊接的方式將小孔縫隙和平鍵覆蓋，使連接柱4與牙爪2固定。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。