一種三牙輪鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種三牙輪鉆頭，特別涉及一種具有爪尖和密封保護(hù)功能的三牙輪鉆頭。所述三牙輪鉆頭包括牙爪以及牙輪，所述牙輪上配置有破碎巖石用的切削齒，所述牙爪與所述牙輪通過(guò)由牙爪的軸頸與所述牙輪通過(guò)軸承副配合形成的輪爪裝配在一起，所述軸承副空間通過(guò)軸承密封與外界隔離；所述牙輪的底面設(shè)有圓臺(tái)形凹臺(tái)，所述牙爪的爪尖外圓面陷于所述圓臺(tái)形凹臺(tái)中并被所述圓臺(tái)形凹臺(tái)完全包裹。本實(shí)用新型既能延遲爪尖的磨損失效，又能延長(zhǎng)軸承密封的壽命，從而有效提高三牙輪鉆頭在鉆井作業(yè)中的使用性能。
【專利說(shuō)明】一種三牙輪鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種三牙輪鉆頭，具體涉及一種具有爪尖和密封保護(hù)功能的三牙輪鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的三牙輪鉆頭通常只敷焊耐磨合金或鑲嵌硬質(zhì)合金齒來(lái)保護(hù)爪尖，并通過(guò)輪爪間隙密封來(lái)保護(hù)軸承密封，其特點(diǎn)是爪尖覆蓋牙輪底面，經(jīng)常使暴露的爪尖完全與井壁接觸，且鉆井液與軸承密封之間的通道是平面間隙。
[0003]隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，定向井、大位移井和叢式井廣泛出現(xiàn)于鉆井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，加上螺桿、渦輪等高速井下動(dòng)力鉆具的應(yīng)用，導(dǎo)致三牙輪鉆頭的工作環(huán)境更趨復(fù)雜，尤其是給三牙輪鉆頭帶來(lái)了更大的側(cè)向力，使得爪尖與井壁的摩擦加劇，尤其在井身結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的非直井中，導(dǎo)致爪尖磨損劇烈，大量摩擦熱傳遞到鄰近的軸承密封，加速密封圈熱老化，同時(shí)巖屑等深入間隙密封也較快，會(huì)加劇對(duì)軸承密封的磨損和腐蝕，從而導(dǎo)致軸承密封過(guò)早失效，降低鉆頭的使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題而提供一種具有爪尖和密封保護(hù)功能的三牙輪鉆頭，該三牙輪鉆頭可延緩爪尖的磨損，最大限度地阻滯巖屑等雜質(zhì)深入輪爪間隙密封，延長(zhǎng)軸承密封的壽命，有效提高三牙輪鉆頭在鉆井作業(yè)中的使用性能。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種三牙輪鉆頭，包括牙爪以及牙輪，所述牙輪上配置有破碎巖石用的切削齒，所述牙爪與所述牙輪通過(guò)由牙爪的軸頸與所述牙輪通過(guò)軸承副配合形成的輪爪裝配在一起，所述軸承副空間通過(guò)軸承密封與外界隔離；所述牙輪的底面設(shè)有圓臺(tái)形凹臺(tái)，所述牙爪的爪尖外圓面陷于所述圓臺(tái)形凹臺(tái)中并被所述圓臺(tái)形凹臺(tái)完全包裹。
[0007]所述牙爪的爪尖外圓面、圓臺(tái)形凹臺(tái)與所述軸頸的軸根面一起形成一道圓臺(tái)面間隙密封。
[0008]所述牙爪的爪尖的內(nèi)側(cè)圓弧中心與所述軸頸的軸根中心重合。
[0009]所述軸根中心是所述軸根面與所述軸頸的中心線的交點(diǎn)。
[0010]所述牙爪的爪尖外圓面是一段以所述牙爪的軸頸的中心線為中心的圓錐面。
[0011]本實(shí)用新型通過(guò)采用圓臺(tái)形凹臺(tái)包裹爪尖，減少爪尖與井壁間的接觸，從而有效延緩爪尖磨損，也減少爪尖摩擦熱和雜質(zhì)對(duì)軸承密封的影響，延長(zhǎng)密封壽命，最終提高鉆頭使用性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1所示為本實(shí)用新型提供的三牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2所示為本實(shí)用新型提供的三牙輪鉆頭的輪爪的剖面示意圖；[0014]圖3所示為圖3的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1為牙爪,2為牙輪,3為軸頸中心線,4為切削齒,5為牙爪的爪尖,6為軸根中心，7為牙爪的軸頸,8為牙輪底面的圓臺(tái)形凹臺(tái),9為牙輪的背錐,10為牙輪底面，11為牙爪的爪尖的外圓面，12為軸根面，13為軸承密封，14為儲(chǔ)油系統(tǒng)，15為連接絲扣，16為噴射系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]參見(jiàn)圖1?3所示,一種三牙輪鉆頭,包括牙爪1、牙輪2,所述牙爪I與牙輪2通過(guò)由牙爪的軸頸7與牙輪2通過(guò)軸承副配合形成的輪爪裝配在一起，并采用軸承密封13將軸承副空間與外界隔離；所述牙爪的爪尖5陷于設(shè)在牙輪底面10的圓臺(tái)形凹臺(tái)8中，使牙爪的爪尖的外圓面11完全被牙輪底面10的圓臺(tái)形凹臺(tái)8包裹。
[0018]由于牙爪的爪尖的外圓面11完全被牙輪底面10的圓臺(tái)形凹臺(tái)8包裹，從而對(duì)牙爪的爪尖形成有效保護(hù)，且牙爪的爪尖的面積縮小，其規(guī)徑也相對(duì)減小，從而增大了牙爪的爪尖外側(cè)表面與井壁間的距離。
[0019]所述牙爪I上還設(shè)有平衡壓差和潤(rùn)滑軸承用的儲(chǔ)油系統(tǒng)14、連接鉆桿用的連接絲扣15以及維持鉆井液循環(huán)用的噴射系統(tǒng)16。
[0020]所述牙爪的爪尖的外圓面11是一段以軸頸中心線3為中心的圓錐面，與牙輪底面10的圓臺(tái)形凹臺(tái)8、軸根面12 —起構(gòu)成一道圓臺(tái)面間隙，使得鉆頭工作時(shí)能形成有效曲路密封，尤其在二止面副磨損的情況下效果更佳。
[0021]所述牙爪的爪尖5的內(nèi)側(cè)圓弧中心(軸根面12與牙爪的爪尖的外圓面11的交線的中心)與軸根中心6重合。
[0022]所述軸根中心6是軸根面12與軸頸中心線3的交點(diǎn)。
[0023]所述牙輪2的背錐9上配置有破碎巖石用的切削齒4，所述切削齒4為硬質(zhì)合金齒或表面敷焊耐磨材料的鋼齒。
[0024]本實(shí)用新型工作原理如下:
[0025]本實(shí)用新型鉆頭破碎巖石時(shí)，圓臺(tái)形凹臺(tái)8和牙輪的背錐9主動(dòng)保護(hù)爪尖，減少爪尖與井壁的直接摩擦，且圓臺(tái)面間隙形成曲路密封，增加巖屑等雜質(zhì)深入間隙的難度，從而有效延緩爪尖磨損，減少爪尖摩擦熱和雜質(zhì)對(duì)軸承密封的影響，延長(zhǎng)密封壽命，最終提高鉆頭使用性能。
[0026]本實(shí)用新型通過(guò)采用圓臺(tái)形凹臺(tái)包裹爪尖，配合減小爪尖面積，減小爪尖規(guī)徑，從而增大爪尖與井壁間的距離，既能減少爪尖與井壁之間產(chǎn)生的摩擦熱，也能減少爪尖與井壁間的接觸，降低摩擦對(duì)爪尖的影響，也減少爪尖摩擦熱和雜質(zhì)對(duì)軸承密封的影響，延長(zhǎng)密封壽命，最終提高鉆頭使用性能。
[0027]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種三牙輪鉆頭，其特征在于，包括牙爪以及牙輪，所述牙輪上配置有破碎巖石用的切削齒，所述牙爪與所述牙輪通過(guò)由牙爪的軸頸與所述牙輪通過(guò)軸承副配合形成的輪爪裝配在一起，所述軸承副空間通過(guò)軸承密封與外界隔離；所述牙輪的底面設(shè)有圓臺(tái)形凹臺(tái)，所述牙爪的爪尖外圓面陷于所述圓臺(tái)形凹臺(tái)中并被所述圓臺(tái)形凹臺(tái)完全包裹。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三牙輪鉆頭，其特征在于，所述牙爪的爪尖外圓面、圓臺(tái)形凹臺(tái)與所述軸頸的軸根面一起形成一道圓臺(tái)面間隙密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述三牙輪鉆頭，其特征在于，所述牙爪的爪尖的內(nèi)側(cè)圓弧中心與所述軸頸的軸根中心重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述三牙輪鉆頭，其特征在于，所述軸根中心是所述軸根面與所述軸頸的中心線的交點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述三牙輪鉆頭，其特征在于，所述牙爪的爪尖外圓面是一段以所述牙爪的軸頸的中心線為中心的圓錐面。
【文檔編號(hào)】E21B10/12GK203559782SQ201320617822
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】陳代樹(shù), 鄭家偉, 王霞, 張曉華 申請(qǐng)人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司