CN102654028A

CN102654028A - 带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器

Info

Publication number: CN102654028A
Application number: CN2011100517866A
Authority: CN
Inventors: 刘子洲
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，尤其涉及一种带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器，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，所述牙轮内部设有滚柱跑道槽和锁紧钢球跑道槽，所述锁紧钢球跑道槽中设有锁紧钢球，所述牙轮套装于牙轮座上，并通过嵌装于滚柱跑道槽中的滚柱与牙轮座摩擦连接，其特征是：所述牙轮或牙轮座顶端设有止推钢球盲孔，所述止推钢球盲孔内设有止推钢球。有益效果：将牙轮座与牙轮之间的滑动摩擦替代为单钢球止推的滚动摩擦，减小了牙轮座与牙轮之间的磨损，从而延长了扩孔器的使用寿命。

Description

带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器

技术领域

本发明属于地质钻进工具，尤其涉及一种带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器。

背景技术

随着流体介质管道输送事业的发展，穿越河流、湖泊、公路、铁路甚至山脉的输送管道孔的钻进和扩钻作业在逐步增多，穿越扩孔器的使用越发频繁。扩孔器切削单元的主要结构是牙轮和牙掌部分，牙轮孔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。一种现有技术的扩孔器，它的牙掌掌背靠近所扩孔的孔壁。由于扩孔器的扩孔作业一般为水平或接近水平的作业形式，大量泥沙和岩屑沉积在孔道下部，对掌背的研磨和冲蚀都很严重，当掌背磨损到某程度时，将破坏轴承的密封装置，使轴承密封失效。密封失效后，泥浆携带岩屑等杂质进入轴承密封腔，轴承将严重磨损而不能正常工作，有时可能产生掉轮事故。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，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，摩擦力较大，在牙轮高速运转的情况下，牙轮座极易磨损坏，造成牙轮座在牙轮内长时间晃动而脱离牙轮，因此，采用一种新的形式，减小牙轮座与牙轮之间的摩擦，延长密封装置的使用寿命，进而延长扩孔器的使用寿命是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种通过减小牙轮和牙轮座之间的摩擦力，进而延长扩孔器的寿命的一种带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器，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，所述牙轮内部设有滚柱跑道槽和锁紧钢球跑道槽，所述锁紧钢球跑道槽中设有锁紧钢球，所述牙轮套装于牙轮座上，并通过嵌装于滚柱跑道槽中的滚柱与牙轮座摩擦连接，其特征是：所述牙轮或牙轮座顶端设有止推钢球盲孔，所述止推钢球盲孔内设有止推钢球。

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：将牙轮座与牙轮之间的滑动摩擦替代为单钢球止推的滚动摩擦，减小了牙轮座与牙轮之间的磨损，从而延长了扩孔器的使用寿命。采用可换式牙轮组件，当牙轮组件由于磨损等原因失效后，可重复使用扩孔器本体，仅换用牙轮组件新品即可继续使用；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、止推钢球，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，一种带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器, 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，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。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。所述牙轮内部设有滚柱跑道槽214、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，所述锁紧钢球跑道槽中设有锁紧钢球23，塞销用来锁紧钢球。锁紧钢球为牙轮和牙轮座定位，牙轮座装入轮座孔后，再用电弧焊焊牢。所述牙轮套装于牙轮座上，并通过嵌装于滚柱跑道槽中的滚柱24与牙轮座摩擦连接，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。所述牙轮和牙轮座顶端之间设有止推钢球盲孔215，所述止推钢球盲孔内设有止推钢球27。所述止推钢球盲孔可以设在牙轮上或牙轮座上，也可以同时设在牙轮和牙轮座上，止推钢球盲孔的直径略大于止推钢球的直径。牙轮座（即止推轴承）顶端与牙轮的接触面从滑动摩擦改为单钢球止推的滚动摩擦，从而适应较高的转速。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。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。

牙轮组件组装时，牙轮组件组装前，先将现在止推钢球27置于止推钢球盲孔中，再将轴承滚柱24装入滚柱跑道槽214，装好轴承密封圈25，牙轮座22装入后，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

1.一种带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器，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，所述牙轮内部设有滚柱跑道槽和锁紧钢球跑道槽，所述锁紧钢球跑道槽中设有锁紧钢球，所述牙轮套装于牙轮座上，并通过嵌装于滚柱跑道槽中的滚柱与牙轮座摩擦连接，其特征是：所述牙轮或牙轮座顶端设有止推钢球盲孔，所述止推钢球盲孔内设有止推钢球。

2.根据权利要求1所述的带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器，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。

3.根据权利要2所述的带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器，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。

4.根据权利要求3所述的带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器，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。

5.根据权利要求3所述的带有单体止推钢球的边齿保径扩孔器，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。