CN102654027A

CN102654027A - 带有浮动垫的边齿保径扩孔器

Info

Publication number: CN102654027A
Application number: CN2011100517550A
Authority: CN
Inventors: 刘子洲; 李云贵
Original assignee: TIANJIN LILIN BIT CO Ltd
Current assignee: TIANJIN LILIN BIT CO Ltd
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2012-09-05

Abstract

本发明属于地质钻进工具，尤其涉及一种带有浮动垫的边齿保径扩孔器，主要由扩孔器本体和包括牙轮座和牙轮的牙轮组件构成，所述牙轮座与扩孔器本体固接成整体，所述牙轮或压轮座上对应位置分别设有凹槽，所述锁凹槽闭合构成锁紧钢球跑道槽，锁紧钢球跑道槽中置有锁紧钢球，所述牙轮套装于牙轮座上，其特征是：所述牙轮内孔中设有滚柱跑道槽，所述滚柱跑道槽中设有滚柱，所述牙轮座的大轴端面上套接设有浮动垫，所述浮动垫与对应的牙轮内孔滑动配合。有益效果：通过增加浮动垫，减小了牙轮座和牙轮端面的磨损；环形浮动垫两表面镀一层减磨金属材料，降低了浮动垫与牙轮和牙轮座间的摩擦系数，减小了发热量，大大提高了扩孔器的使用寿命。

Description

带有浮动垫的边齿保径扩孔器

技术领域

本发明属于地质钻进工具，尤其涉及一种带有浮动垫的边齿保径扩孔器。

背景技术

目前，扩孔器广泛应用于钻井和钻矿作业中，扩孔器切削单元的主要结构是牙轮和牙掌部分，牙轮和牙掌轴所形成轴承的密封效果，直接影响扩孔器的使用寿命。目前技术人员通过改变扩孔器的结构，已经大大改善了轴承的密封性，例如去除牙掌掌背，牙轮组件用牙轮座替代掌背作为新的牙掌轴，不存在掌背和掌尖，就避免孔壁底部的岩屑和泥沙所造成的危害，间接保护了牙轮组件轴承的密封系统，但是由于牙轮与牙轮座之间存在着滑动摩擦，特别是牙轮座大轴端面与牙轮内孔接触的位置，地面的反作用力最大，牙轮座的磨损最严重，在牙轮高速运转工作的情况下，极易造成牙轮座在牙轮内长时间晃动而脱离牙轮，因此，降低牙轮与牙轮座间的滑动摩擦力对延长扩孔器的使用寿命至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种带有浮动垫的边齿保径扩孔器。通过减小牙轮座的大轴端面和对应的牙轮内孔之间的摩擦力，以延长扩孔器的使用寿命。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种带有浮动垫的边齿保径扩孔器，主要由扩孔器本体和包括牙轮座和牙轮的牙轮组件构成，所述牙轮座与扩孔器本体固接成整体，所述牙轮或压轮座上对应位置分别设有凹槽，所述锁凹槽闭合构成锁紧钢球跑道槽，锁紧钢球跑道槽中置有锁紧钢球，所述牙轮套装于牙轮座上，并通过锁紧钢球与牙轮座轴向锁紧，其特征是：所述牙轮的内孔中设有滚柱跑道槽，所述滚柱跑道槽中设有滚柱，所述牙轮座的大轴端面上套接设有浮动垫，所述浮动垫与对应的牙轮内孔滑动配合。

所述浮动垫表面设有减磨金属层。

所述扩孔器本体主要由两端设有钻杆接头螺纹的本体芯轴、环板、主板、前导向板、后导向板、径向水管、倾斜水管构成，所述前导向板、环板、主板、后导向板自前往后依次固接在本体芯轴上，所述主板上圆周上均匀设有不少于三个的牙轮座镶装孔，所述径向水管置于前导向板后方并径向贯穿本体芯轴，所述倾斜水管置于主板前侧的牙轮组件之间并径向贯穿本体芯轴，所述牙轮座轴线与扩孔器本体芯轴的轴线相互平行。

所述径向水管和倾斜水管内镶装水眼或无中心孔的水堵。

所述牙轮组件的牙轮上镶有硬质合金保径齿和硬质合金切削齿。

所述牙轮座与牙轮之间构成轴承腔，其结合部设有密封圈。

有益效果：通过将牙轮座的大轴端面和牙轮内孔之间增加一环形浮动垫，减小了牙轮座和牙轮端面的磨损；环形浮动垫两表面镀一层减磨金属材料，降低了浮动垫与牙轮和牙轮座间的摩擦系数，减小了发热量，大大提高了扩孔器的使用寿命。采用的牙轮组件，其牙轮分为数级直径等级，在同一规格扩孔器本体的个体上，分别使用不同直径等级的牙轮组件，可完成不同直径级别的扩孔作业。

附图说明

图1是本发明牙轮组件的结构图；

图2为本发明的整体结构；

图3是本发明的端面视图；

图4是本发明本体的结构图；

图5是本发明其中一组牙轮组件和部分本体的剖面图；

图6是本发明中水眼的结构图；

图7是本发明浮动垫机构示意图。

图中：11、本体芯轴，110、钻杆接头螺纹，12、前导向板，13、环板，14、主板，140、牙轮座镶装孔，15、后导向板，16、径向水管，17、倾斜水管，21、牙轮，211、保径齿，212、切削齿，213、锁紧钢球跑道槽，214、滚柱跑道槽，22、牙轮座，23、锁紧钢球，24、滚柱，25、轴承密封圈，26、塞销，27、浮动垫， 29、凹槽，30、牙轮内孔，221、大轴，222、塞销孔，31、水眼，32、水眼挡圈，32-1、挡圈槽，33密封圈，33-1、密封槽。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图所示，一种带有浮动垫的边齿保径扩孔器, 包括扩孔器本体和由牙轮21、牙轮座22构成的牙轮组件，所述扩孔器本体主要由两端设有钻杆接头螺纹110的本体芯轴11、环板13、主板14、前导向板12、后导向板15、径向水管16、倾斜水管17构成，所述前导向板、环板、主板、后导向板自前往后依次固接在本体芯轴上，本体芯轴是中心轴，其两端设置钻杆接头螺纹，根据需要可设置成公螺纹或母螺纹，用于作业时连接钻杆。所述主板上圆周上均匀分布不少于三个的牙轮座镶装孔140，所述径向水管置于前导向板后方并径向贯穿本体芯轴，所述倾斜水管置于主板前侧的牙轮组件之间并径向贯穿本体芯轴，所述牙轮座通过牙轮座镶装孔与扩孔器本体固接成整体。

所述径向水管和倾斜水管内镶装水眼31或无中心孔的水堵。水眼为泥浆提供通路，用以清洗牙轮和携带岩屑排出作业孔。根据水力需要，可在部分水管内装置水堵，调整水力方向，使水力在扩孔作业中发挥其应有的作用。所述径向水管和倾斜水管顶部设有水眼挡圈32，所述挡圈槽32-1下方设有环形密封槽33-1，密封槽中置有密封圈33，密封圈套装在水眼或水堵外圆上。前导向板12由数件构成，钻进时申进导向孔，既起导向作用，又能稳定牙轮工作。环板13同时稳固前导向板12和径向水管16。后导向板15同样由数件构成，专为扩孔器倒进时作导向，同时稳固主板14和倾斜水管17。密封圈33装在各类水管预设的环形槽内，它在水管内壁与水眼或水堵外缘形成静密封，防止泥浆在其间泄漏。挡圈32装在水管顶部的挡圈槽内，用于固定水眼31或水堵。水眼为泥浆提供通路，用以清洗牙轮和携带岩屑排出作业孔。

所述牙轮组件的牙轮21上镶有硬质合金保径齿211和硬质合金切削齿212，切削齿是扩孔器的主要切削元件，而保径齿是对扩孔直径提供保障，并起到辅助切削作用。牙轮轴线与扩孔器本体轴线平行，因此牙轮的边齿是整体扩孔器的最大外径。牙轮边齿在牙轮的最大外径决定了扩孔直径。当牙轮组件由于磨损等原因失效后，可将牙轮座用电弧切割等方法脱离扩孔器本体后，重新焊好牙轮组件新品，继续使用，扩孔器本体可重复使用。

所述牙轮或压轮座上对应位置分别设有凹槽29，所述锁凹槽闭合构成锁紧钢球跑道槽213，所述牙轮座上设有塞销孔222，所述塞销孔内装塞销26，锁紧钢球跑道槽中置有锁紧钢球23，塞销用来将锁紧钢球锁住在锁紧钢球跑道中。所述牙轮套装于牙轮座上，并通过锁紧钢球与牙轮座轴向锁紧，所述牙轮内孔中设有滚柱跑道槽214，所述滚柱跑道槽中设有滚柱24，所述牙轮座的大轴221端面上套接设有浮动垫27，所述浮动垫与对应的牙轮内孔30滑动配合。所述牙轮座与牙轮之间构成轴承腔，其结合部设有轴承密封圈25。轴承密封圈为牙轮和牙轮座的轴承提供有润滑油脂存在的密封腔。牙轮组件组装时，牙轮组件组装时，依次将浮动垫27，滚柱24，装好轴承密封圈25，牙轮座22装入牙轮后，通过塞销孔222装入锁紧钢球23，塞销26装入塞销孔222并焊牢后，即锁定了锁紧钢球23在其跑道内。锁紧钢球23装入后，锁定了牙轮21与牙轮座22的轴向位置。密封圈25为牙轮和牙轮座构成的轴承腔提供密封作用，它将装有润滑油脂的轴承腔与外部泥浆隔开，保障轴承在良好润滑的条件下正常工作。保径齿在牙轮的最大直径决定了扩孔器的扩孔直径，改变保径齿在牙轮的最大直径便能改变扩孔直径，换言之，改变牙轮整体的最大直径，便能改变扩孔直径，因此，可做成不同直径等级的牙轮，利用同一本体，实现多级扩孔。输送管道孔是在较小直径预钻孔的基础上逐级扩钻而成的，当完成一级扩钻后，如果牙轮组件失效或基本失效，可拆下牙轮组件，继续使用现有扩孔器本体，装好并焊牢较大直径级别的牙轮，进行下一级扩孔作业。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims

1.一种带有浮动垫的边齿保径扩孔器，主要由扩孔器本体和包括牙轮座和牙轮的牙轮组件构成，所述牙轮座与扩孔器本体固接成整体，所述牙轮或压轮座上对应位置分别设有凹槽，所述锁凹槽闭合构成锁紧钢球跑道槽，锁紧钢球跑道槽中置有锁紧钢球，所述牙轮套装于牙轮座上，并通过锁紧钢球与牙轮座轴向锁紧，其特征是：所述牙轮的内孔中设有滚柱跑道槽，所述滚柱跑道槽中设有滚柱，所述牙轮座的大轴端面上套接设有浮动垫，所述浮动垫与对应的牙轮内孔滑动配合。

2.根据权利要求1所述的带有浮动垫的边齿保径扩孔器，其特征是：所述浮动垫表面设有减磨金属层。

3.根据权利要求1所述的带有浮动垫的边齿保径扩孔器，其特征是：所述扩孔器本体主要由两端设有钻杆接头螺纹的本体芯轴、环板、主板、前导向板、后导向板、径向水管、倾斜水管构成，所述前导向板、环板、主板、后导向板自前往后依次固接在本体芯轴上，所述主板上圆周上均匀设有不少于三个的牙轮座镶装孔，所述径向水管置于前导向板后方并径向贯穿本体芯轴，所述倾斜水管置于主板前侧的牙轮组件之间并径向贯穿本体芯轴，所述牙轮座轴线与扩孔器本体芯轴的轴线相互平行。

4.根据权利要求1或3所述的带有浮动垫的边齿保径扩孔器，其特征是：所述径向水管和倾斜水管内镶装水眼或无中心孔的水堵。

5.根据权利要求4所述的带有浮动垫的边齿保径扩孔器，其特征是：所述牙轮组件的牙轮上镶有硬质合金保径齿和硬质合金切削齿。

6.根据权利要求4所述的带有浮动垫的边齿保径扩孔器，其特征是：所述牙轮座与牙轮之间构成轴承腔，其结合部设有密封圈。