CN204827239U - 牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统，它包括在钻头牙掌体上设置的储油孔、通油孔及注油孔，其特征在于所述储油孔为圆柱形孔，在储油孔内密封套装有储油环，在储油环中由内至外依次安设有油囊挡环、储油囊、保护杯、压盖，在压盖及保护杯上均设置有传压孔与储油囊外侧相连通，所述通油孔通过储油环及油囊挡环上中心孔与储油囊内侧相连通。本实用新型对储油系统结构作了根本的改变，将开设在钻头体上的储油孔设置为结构简单且便于加工的圆柱孔结构，圆柱储油孔与储油囊内孔之间的空间形成储油腔用于储存润滑脂，以满足大尺寸钻头润滑及压力补偿的需要，增强钻头可靠性，达到延长牙轮钻头使用寿命的目的。

Description

牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统

技术领域

本实用新型涉及到一种用于石油、天然气、地质、矿山、水文以及地热资源钻井用的牙轮钻头，更具体的说，涉及牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统。

背景技术

在已有技术中，牙轮钻头的压力平衡及储油补偿结构由储油囊、储油保护杯、压盖、丝堵、压盖挡圈和压盖O形圈等几种零件以及钻头体本身的储油孔、通油孔和传压孔等组成。储油孔结构一般较复杂，卡簧槽、密封槽等精度要求高的槽结构开设在储油孔上。

已知的专利CN02278155，涉及一种安装于牙轮钻头的压力平衡及储油补偿装置。包括储油囊、压盖、钻头体上开设的储油孔及通油孔，其不同之处在于储油囊通过压盖将其压装在储油孔中，储油囊开口朝向储油孔底部，传压孔设计在压盖的上端，注油孔设计在储油孔的底部，与压盖上的注油孔相对。该专利储油系统结构较为简单，一定程度上缩小了钻头体上所占的空间。该发明适用于特殊的牙轮钻头的钻头体结构,对于由三片牙掌焊接而成的三牙轮钻头来说,该实用新型专利的润滑系统的注油方式无法实现。

另一个已知的专利CN01249977，涉及一种牙轮钻头储油装置，它包括有开设在牙掌上的储油孔和安设在储油孔内的储油囊、保护杯及压盖，其不同之处在于储油孔中部的孔肩为平直或基本平直形，孔肩平面与储油囊上端的密封翻边相配合，保护杯的下端设有向外后侧翻起的锥台形压边，锥台形压边与储油囊密封翻边的上面相配合。该专利改变了储油孔结构中台肩的形状，由锥形改为平台肩，简化了储油孔的加工工序，但储油孔的根本结构没有变化。

另一个已知的专利CN200978625Y，涉及一种小尺寸三牙轮钻头储油装置，它包括开设在钻头体上的储油孔，储油孔的底端安设有储油囊，储油囊外侧与传压孔相通，储油孔的外端安设压盖，其特征在于压盖通过环形保护杯将储油囊压装在储油孔的底端，环形保护杯的内腔经储油孔与通油孔连通，所述的储油囊为扁平波纹槽型储油囊，传压孔开设在牙掌体上。其特点是结构紧凑，在钻头体上所占空间小，而扁平波纹槽型储油囊的传压特性又能满足牙轮钻头润滑及压力补偿的需要，适用于小尺寸三牙轮钻头，但储油孔的根本结构没有变化。

常规的储油系统结构在应用于钻头直径大于171/2英寸的大尺寸牙轮钻头牙掌时，存有不足。由于钻头体重量大原因，车削常规式的储油孔不仅严重影响车床寿命，而且容易造成意外事故。此外，常规储油孔精度要求高，在大尺寸钻头体上实现尤其困难，因此，常规的储油系统结构不适合用于大尺寸钻头上。

本实用新型专利对储油系统结构作了根本的改变,将开设在钻头体上的储油孔设置为结构简单的圆柱孔结构，通过新型的储油环、油囊挡环、储油囊、保护杯和带传压孔的压盖相互配合，实现储存润滑脂，满足大尺寸钻头润滑及压力补偿的需要，增强钻头可靠性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种结构简单、便于加工，适用于大尺寸三牙轮钻头的牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统。

本实用新型所采用的技术方案为：牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统，它包括在钻头牙掌体上设置的储油孔、与储油孔相连通的通油孔及注油孔，所述通油孔与轴承系统相连通，其特征在于在储油孔内密封套装有储油环，在储油环中由内至外依次安设有油囊挡环、储油囊、保护杯、压盖，在压盖及保护杯上均设置有传压孔与油囊外侧相连通，在油囊挡环上设置有中心孔，所述通油孔通过中心孔与储油囊内侧相连通。

按上述技术方案，所述储油孔为内小外大的台阶孔，所述储油环密封固定在储油孔内。

按上述技术方案，在储油环的外周设置有密封槽，通过在密封槽中安设密封圈使储油环与储油孔密封配设；在储油环内设置有内小外大的台阶孔，在储油环的底端设置有向内收缩的径向凸缘，上端设置有卡簧槽，所述油囊挡环安设在储油环的径向凸缘处，所述压盖安设在储油环的台阶端面处，压盖通过保护杯将储油囊压装在油囊挡环上；压盖的上端通过卡簧槽内的卡簧紧固在储油环上。

按上述技术方案，在储油环的上端设置有相外翻的凸台，该凸台与储油孔的台阶面相互限位，储油环的下端与储油孔之间设有空隙，构成储油腔，该储油腔与通油孔相连通。

按上述技术方案，所述油囊挡环的上端设置有外端边缘逐渐向下倾斜的斜面，该斜面与储油囊相接触，所述保护杯的下端设置有向外翻的凸台，所述储油囊的下端设置有向外翻的凸缘，所述保护杯的凸台将储油囊的凸缘压装在油囊挡环的斜面上。

按上述技术方案，在压盖的顶部开设有双向贯穿的径向孔和与径向孔连通的轴向孔。

按上述技术方案，所述注油孔与通油孔相交。

本实用新型所取得的有益效果为：本实用新型对储油系统结构作了根本的改变，将开设在钻头体上的储油孔设置为结构简单且便于加工的圆柱孔结构；将密封槽、卡簧槽开设在储油环上，利于加工及提高槽结构尺寸精度和表面粗糙度；将传压孔设置在压盖上，圆柱储油孔与储油囊内孔之间的空间形成储油腔用于储存润滑脂，以满足大尺寸钻头润滑及压力补偿的需要，增强钻头可靠性，达到延长牙轮钻头使用寿命的目的。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的剖视图。

图2为本实用新型在牙轮钻头上的一个实施例。

图3为本实用新型中各个油孔的布置示意图。

图4为本实用新型中储油环的结构图。

图5为本实用新型中油囊挡环的结构图。

图6为本实用新型中压盖的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、2、3所示，本实用新型提供了一种牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统，由图可知，它包括在钻头牙掌体1上设置的储油孔1c、与储油孔1c相连通的通油孔1a及注油孔1b，其中，注油孔1b与通油孔1a相交，所述通油孔1a与轴承系统1d相连通，其中，储油孔1c为内小外大的台阶孔，在储油孔1c内密封套装有储油环2，在储油环2中由内至外依次安设有油囊挡环4、储油囊5、环形保护杯6、压盖7，在压盖7及保护杯6上均设置有传压孔与储油囊5外侧相连通，所述通油孔通过储油环及油囊挡环4上中心孔与储油囊内侧相连通。

本实施例中，储油环2的结构如图4所示，在储油环2的外周开有密封槽2a，用来安装O型密封圈3，起到密封储油孔内部与外界的作用；在储油环2内设置有内小外大的台阶孔，在其底端设置有向内收缩的径向凸缘，用于安装油囊挡环4；上端内壁设置有卡簧槽2b，用于安设卡簧8；上端外壁设置有相外翻的凸台，用于与储油孔的台阶面相互限位，该凸台通过压圈9压住，通过焊接等方式将整个储油环固定在储油孔内；储油环2的下端与储油孔之间设有空隙，构成储油腔，该储油腔与通油孔1a相连通；所述压盖7安设在储油环2的台阶端面处，压盖7通过保护杯6及油囊挡圈4将储油囊5压装在油囊挡环4上；压盖2的上端通过卡簧8紧固在储油环2上。

本实施例中，如图5所示，所述油囊挡环4的上端设置有外端边缘逐渐向下倾斜的斜面，该斜面与储油囊5相接触，所述保护杯6的下端设置有向外翻的凸台，储油囊5的下端亦设置有向外翻的凸缘，所述保护杯6的凸台将储油囊的凸缘及油囊挡环4的斜面压装在储油环2的内收径向凸缘上，形成密封保护结构，防止钻井液进入储油囊内部，同时防止润滑油脂外溢。

本实施例中，如图6所示，压盖上的传压孔包括在压盖7的顶部开设有双向贯穿的径向孔7a和轴向孔7b，其中径向孔7a与轴向孔7b相连通，外界压力可通过此孔传递给储油囊5，在内外压差的作用下储油囊5可向储油孔1c底部翻转，储油囊5的容积变化能起到调节钻头轴承系统内外压力差的作用。

工作时，润滑脂通过注油孔1b注入储油系统，同时通过通油孔1a引入牙掌下端的轴承系统1d中；钻头工作时储油系统中的润滑脂对轴承系统起到润滑作用，轴承系统工作时受到地层对牙轮的作用力发生轴向串动而引起轴承腔内外压差发生变化,同时外部压力作用于压盖上的传压孔7a处与储油系统也会产生压差，新系统通过全橡胶弹性储油囊5作为压力补偿元件，平衡轴承内外的压差，保证轴承密封圈在较小的压差下工作，从而起到压力补偿效果。

Claims (7)

1.牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统，它包括在钻头牙掌体上设置的储油孔、与储油孔相连通的通油孔及注油孔，所述通油孔与轴承系统相连通，其特征在于所述储油孔为圆柱形孔，在储油孔内密封套装有储油环，在储油环中由内至外依次安设有油囊挡环、储油囊、保护杯、压盖，在压盖及保护杯上均设置有传压孔与储油囊外侧相连通，所述通油孔通过储油环及油囊挡环上中心孔与储油囊内侧相连通。

2.根据权利要求1所述的牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统，其特征在于，所述储油孔为内小外大的台阶孔，所述储油环密封固定在储油孔内。

3.根据权利要求1或2所述的牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统，其特征在于，在储油环的外周设置有密封槽，通过在密封槽中安设密封圈使储油环与储油孔密封配设；在储油环内设置有内小外大的台阶孔，在储油环的底端设置有向内收缩的径向凸缘，上端设置有卡簧槽，所述油囊挡环安设在储油环的径向凸缘处，所述压盖安设在储油环的台阶端面处，压盖通过保护杯将储油囊压装在油囊挡环上；压盖的上端通过卡簧槽内的卡簧紧固在储油环上。

4.根据权利要求3所述的牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统，其特征在于，在储油环的上端设置有向外翻的凸台，该凸台与储油孔的台阶面相互限位，储油环的下端与储油孔之间设有空隙，构成储油腔，该储油腔与通油孔相连通。

5.根据权利要求1或2所述的牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统，其特征在于，所述油囊挡环的上端设置有外端边缘逐渐向下倾斜的斜面，该斜面与储油囊相接触，所述保护杯的下端设置有向外翻的凸台，所述储油囊的下端设置有向外翻的凸缘，所述保护杯的凸台将储油囊的凸缘压装在油囊挡环的斜面上。

6.根据权利要求1或2所述的牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统，其特征在于，在压盖的顶部开设有双向贯穿的径向孔和与径向孔连通的轴向孔。

7.根据权利要求1或2所述的牙轮钻头压力平衡及储油补偿系统，其特征在于，所述注油孔与通油孔相交。