CN201152146Y - 浮动轴瓦式牙轮钻头 - Google Patents
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Abstract
浮动轴瓦式牙轮钻头,是由多个牙掌和牙轮组成,每个牙轮上镶有硬质合金牙齿,牙轮的内孔安装在牙掌轴颈上,浮动轴按等分进行切割,浮动轴瓦置于牙轮内腔的环形槽内。本实用新型能自动调节轴承间隙,可以在低于衬套加工精度要求的情况下保证浮动质量,克服了因相关零件精度变化而引起浮动效果不佳的弊端;均分的浮动轴瓦其刚性大大强于浮动衬套,减小了因变形造成的不良后果;浮动轴瓦之间可贮存一定的润滑脂,在浮动轴瓦各自转动时,带动润滑脂流动,另因浮动轴瓦是装在牙轮内腔大跑道的环形槽内,可以加大牙掌轴颈的直径,提高了牙轮钻头的刚性,确保了高钻压、高转速下的高进尺,而且性价比高,利于普及和推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种牙轮钻头,具体是一种在高钻压、高转速下具有高使用寿命的牙轮钻头,属于石油机械工程领域。
背景技术
牙轮钻头是石油、天然气、煤层气、水文、地质、煤田、矿山等多种领域钻井中必备的钻采工具。在牙轮钻头中,轴承寿命是决定钻头寿命的一个重要因素。目前常用的轴承结构有三种类型:(1)滚动轴承,在牙轮内腔的大跑道和牙掌大轴颈之间装有滚柱,当钻头加压工作时,滚柱承受60~70%的钻压,地层的反力通过牙轮和仅仅4~5颗滚柱传到牙掌大轴颈上,所以在大轴颈下部承受着极大的接触应力和多次冲击压缩作用,在这种交变负荷的情况下,轴承表面容易出现疲劳损坏。所以滚动轴承适合高转速低钻压的工作条件;(2)滑动轴承,牙轮内孔的大跑道直接和牙掌大轴颈接触,总承压面积大,比压小,载荷分布均匀,吸收震动较好,缺点是转速不宜太高,适合高钻压低转速的工作条件;(3)带有浮动衬套的滑动轴承。在牙轮内孔的大跑道和牙掌大轴颈之间装有衬套,在正常工作时,衬套在牙轮内腔大跑道和牙掌大轴颈之间浮动,即衬套既和牙掌大轴颈产生滑动又和牙轮产生滑动。这样把滑动轴承的一对工作面变成了两对工作面,并且可以交替工作或同时工作,改善了轴承的工作条件,提高了钻头的转速,适合高转速高钻压的工作条件。在目前高转速高钻压深井作业的市场需求下,带有浮动衬套滑动轴承的牙轮钻头较为理想。但这种轴承的缺点首先是浮动不稳定,主要原因是浮动衬套为硬度较小的轴承合金,且为薄壁套件,包容面大,尺寸精度和形位公差要求非常严格,加工难度很大,极易变形,特别是对残余应力反应非常敏感,应力消除不彻底,浮动效果就大打折扣;其次,随着使用的继续和磨损的加大,与其匹配的相关零件的精度变化将直接影响浮动作用的正常发挥,实际上在工作现场经常发生浮动效果很差或不浮动的现象,屡见不鲜;第三,因为衬套是装在大轴颈上,减小了轴颈的直径,削弱了轴颈的刚性,制约了钻压和进尺速度的提高。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述问题,提供了一种浮动效果好,钻头强度高,轴承润滑充分、加工简易的牙轮钻头,非常适合高转速、高钻压、高寿命的深井作业。
本实用新型通过下述技术方案予以实现:
本实用新型由多个牙掌和牙轮组成,在每个牙掌的牙掌轴颈上装有一个牙轮,每个牙轮上镶有硬质合金牙齿或铣出牙齿,牙轮的内孔安装在牙掌的牙掌轴颈上,且相互配合构成牙掌牙轮轴承副,牙掌与牙轮轴承副之间有密封圈、浮动轴瓦和起锁定作用的滚珠、塞肖,将浮动轴瓦作成衬套件,按3~6等分进行切割,扇形夹角相等,切口均匀;牙轮内腔大跑道有一道环形槽,将浮动轴瓦置于环形槽内;牙掌轴颈的外缘与浮动轴瓦的内径有浮动间隙,浮动轴瓦的外缘与牙轮内腔环形槽的内径有浮动间隙。
本实用新型的效果是:把衬套切为均分的3~6片,成为相对独立的浮动轴瓦,能自动调节轴承间隙,保持最佳的间隙配合,它们互相之间既不牵制也不制约,相反倒起推动作用;其包容面夹角只有60°~120°,是浮动衬套包容面的1/3~1/6,可以在低于衬套加工精度要求的情况下很好的保证浮动质量,克服了因相关零件精度变化而引起浮动效果不佳的弊端;均分的浮动轴瓦其刚性大大强于浮动衬套,减小了因变形造成的不良后果;浮动轴瓦之间可贮存一定的润滑脂,在浮动轴瓦各自转动时,带动润滑脂流动,提高了润滑效果,延长了轴承的寿命;另因浮动轴瓦是装在牙轮内腔大跑道的环形槽内,可以加大牙掌轴颈的直径,提高了牙轮钻头的刚性,确保了高钻压、高转速下的高进尺。
附图说明
附图1是本实用新型的实施例的剖视结构示意图。
附图2是本实用新型图1的A-A剖视示意图。
附图标记说明如下:
牙掌1、塞肖2、牙掌轴颈3、密封圈4、浮动轴瓦5、牙齿6、滚珠7、牙轮8。
具体实施方式
以下结合实施例附图1、附图2对本实用新型作进一步详细描述:
本实施例由一个牙掌1和三个牙轮8组成一套牙轮钻头,每个牙轮8上镶有硬质合金牙齿6,浮动轴瓦5为三片式,包容面扇形夹角为120°,先将密封圈4套于牙掌轴颈3的密封轴颈上,三片浮动轴瓦5置于牙轮8内腔大跑道的环形槽内;再将牙轮8装在牙掌1的牙掌轴颈3上,将滚珠7从牙掌1的塞肖2孔中装入,使牙掌轴颈3和牙轮8的滚珠槽充满定量的滚珠7;最后把塞肖2装入塞肖孔中,外端部与牙掌1密封焊接。
本实用新型属于标准通用型牙轮钻头,只需与钻机的钻杆螺纹连接即可使用。工作中因浮动轴瓦相对独立,能自动调节间隙,浮动效果可靠,两对滑动副交替工作或同时工作,有效的减小了轴承的磨损,使钻头可在高转速下稳定工作;浮动轴瓦的内外表面镀有传热性能好且能减小摩擦系数的金属,改善了轴承的工作条件,提高了钻头的寿命;浮动轴瓦之间储存的润滑脂,随浮动轴瓦的转动而流动,提高了轴承的润滑效果;牙掌轴颈的加大,提高了钻头的刚性,使本实用新型在高钻压高转速下能安全的工作。
Claims (2)
1.浮动轴瓦式牙轮钻头,是由多个牙掌(1)、牙轮(8)及牙齿(6)所组成,其特征是在每个牙掌(1)的牙掌轴颈(3)上装有一个牙轮(8),每个牙轮(8)上镶有硬质合金牙齿(6)或铣出牙齿(6),牙轮(8)的内孔安装在牙掌(1)的牙掌轴颈(3)上,且相互配合构成牙掌(1)牙轮(8)轴承副,牙掌(1)与牙轮(8)轴承副之间有密封圈(4)、浮动轴瓦(5)和起锁定作用的滚珠(7)、塞肖(2),将浮动轴瓦(5)作成衬套件,按3~6等分进行切割,扇形夹角相等,切口均匀;牙轮(8)内腔大跑道有一道环形槽,将浮动轴(5)瓦置于环形槽内;牙掌轴颈(3)的外缘与浮动轴瓦(5)的内径有浮动间隙,浮动轴瓦(5)的外缘与牙轮(8)内腔环形槽的内径有浮动间隙。
2.根据权利要求1所述的浮动轴瓦式牙轮钻头,其特征是由一个牙掌(1)和三个牙轮(8)组成一套牙轮钻头,每个牙轮(8)上镶有硬质合金牙齿(6),浮动轴瓦(5)为三片式,包容面扇形夹角为120°,先将密封圈(4)套于牙掌轴颈(3)的密封轴颈上,三片浮动轴瓦(5)置于牙轮(8)内腔大跑道的环形槽内;再将牙轮(8)装在牙掌(1)的牙掌轴颈(3)上,将滚珠(7)从牙掌(1)的塞肖(2)孔中装入,使牙掌轴颈(3)和牙轮(8)的滚珠槽充满定量的滚珠(7);最后把塞肖(2)装入塞肖孔中,外端部与牙掌(1)密封焊接。
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CNU200820028214XU CN201152146Y (zh) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | 浮动轴瓦式牙轮钻头 |
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CN (1) | CN201152146Y (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102287138A (zh) * | 2011-06-24 | 2011-12-21 | 三原石油钻头厂 | 动压力循环润滑牙轮钻头 |
CN114922927A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-19 | 湖北三江航天万山特种车辆有限公司 | 一种衬套 |
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2008
- 2008-01-28 CN CNU200820028214XU patent/CN201152146Y/zh not_active Expired - Fee Related
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