專利名稱：滾動密封有體三牙輪鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
滾動密封有體三牙輪鉆頭技術(shù)領(lǐng)域 一種滾動密封有體三牙輪鉆頭，用于石油、地質(zhì)、工 程勘探開發(fā)地殼表層的全面鉆進(jìn)，屬于石油、地質(zhì)、工程鉆井的三牙 輪鉆頭設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中為了能順利的實(shí)施鉆井設(shè)計，表層的井 眼尺寸較大，因此在表層鉆井中使用的三牙輪鉆頭的直徑也較大，現(xiàn) 有用于表層鉆井的有體式三牙輪鉆頭，其軸承結(jié)構(gòu)為大軸、中軸、小 軸的三點(diǎn)徑向支承，以及大、中軸臺階和中、小軸臺階的兩點(diǎn)軸向支 承，這種徑向和軸向支承都屬于過定位支承，目前技術(shù)的問題是為 了實(shí)現(xiàn)這種過定位的徑向和軸向支承，只有依靠提高軸承副的加工精 度來實(shí)現(xiàn)，因此增大了制造成本，如果加工精度達(dá)不到要求，軸承副 會受力不均，影響軸承副的承載能力，特別是大軸副的承載能力和使 用壽命，另外，現(xiàn)有技術(shù)的軸承密封為單"O"形橡膠圈密封，其密 封壽命遠(yuǎn)小于軸承壽命，密封壽命與軸承壽命不匹配，常因密封先期 失效導(dǎo)致軸承提前損壞而使鉆頭失效。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有有體式三牙輪鉆頭技術(shù) 存在的不足，使用大軸雙排滾動軸承和軸承雙密封方式，提供一種具 有無過定位滾動密封有體三牙輪鉆頭。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種滾動密封有體三牙輪鉆頭，鉆頭 結(jié)構(gòu)包括鉆頭體、牙爪、牙輪、軸承副結(jié)構(gòu)、軸承副密封結(jié)構(gòu)、中心
噴嘴和側(cè)噴嘴；軸承密封結(jié)構(gòu)中，在大軸根部設(shè)置有兩道密封圈，目 的是擋渣密封和儲油密封，兩道密封圈由"O"形或子彈形，也可以 是矩形橡膠密封圈構(gòu)成；大軸滾動軸承副由大軸、牙輪大孔和兩排滾 柱及兩排滾柱之間的隔環(huán)組成，推力軸承由大、小軸臺階面形成，與 原有技術(shù)相比，增大了止推面積，牙輪通過軸承副與牙爪結(jié)合在一起， 組成輪爪分裝件，輪爪分裝時，在小軸端與小孔底部留有微小間隙， 避免輪爪分裝時過定位，在鉆頭使用過程中，當(dāng)大、小軸臺階止推副 有微小磨損后，小軸端與小孔底部就形成一個新的止推副。
本實(shí)用新型的積極效果在于由于大軸副承受約70%的徑向載 荷，釆用雙排滾柱中間加隔環(huán)的結(jié)構(gòu)形式，大軸的支承長度加長，有 效的減少滾柱兩端的應(yīng)力集中，而且加大了大、小軸之間止推臺階的 寬度，因此增大了軸向承載能力。在大軸根部增設(shè)的擋渣密封圈阻隔 鉆井液中攜帶的巖渣磨粒經(jīng)間隙進(jìn)入軸承，儲油密封圈阻隔鉆頭脂的 外泄和少量經(jīng)擋渣密封圈后可能進(jìn)入軸承副的磨粒，延長了軸承的密 封壽命和軸承壽命。


圖1為本實(shí)用新型的鉆頭體和牙輪剖視組裝結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1中圖號4， 5， 6根部軸承密封的放大結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實(shí)用新型未安裝牙爪牙輪的鉆頭體倒置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方案
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的實(shí)施例本實(shí)用
新型包括鉆頭體l、牙爪2、牙輪3、軸承副結(jié)構(gòu)、軸承副密封結(jié)構(gòu)、 中心噴嘴13和側(cè)噴嘴14，軸承采用兩點(diǎn)徑向支承加單推力軸向支承的復(fù)合軸承結(jié)構(gòu)，軸承副結(jié)構(gòu)包括兩個大軸滾柱7和9、隔環(huán)8、鋼 球10、推力軸承11和小軸滾柱12，其中隔環(huán)8設(shè)置在兩個大軸滾柱 7和9之間，這種結(jié)構(gòu)形式加長了大軸的支承長度，有效地減少了滾 柱兩端的應(yīng)力集中，而且加大了大、小軸之間止推臺階的寬度，因此 增大了軸向承載能力；在密封結(jié)構(gòu)中，在牙輪孔口與大軸軸頸根部之 間開設(shè)有兩個階梯式密封環(huán)槽，在兩個階梯式密封環(huán)槽內(nèi)設(shè)置有擋渣 圈5和密封圈6兩道密封圈，形成軸承密封結(jié)構(gòu)，兩道密封圈可以有 效防止鉆井液中的巖渣磨粒經(jīng)過間隙4進(jìn)入軸承腔，并阻隔鉆頭脂外 泄，因此延長了軸承密封的壽命和軸承的壽命；設(shè)置的擋渣圈5和密 封圈6兩道密封圈為"O"形或子彈形，也可以是矩形橡膠密封圈構(gòu) 成；牙輪3通過軸承副與牙爪2結(jié)合在一起，組成輪爪分裝件，當(dāng)輪 爪進(jìn)行分裝時，在小軸端與小孔底部留有微小間隙，避免軸向過定位， 每個鉆頭有三個輪爪分裝件，在牙爪2與鉆頭體1結(jié)合面的外邊緣設(shè) 置有環(huán)狀焊槽15，在鉆頭體1外錐周向均布有軸向的長凹槽16;總 裝時，將輪爪分裝件的爪體插入設(shè)置在鉆頭體1外錐周向均布的軸向 長凹槽16內(nèi)，并完成定位，然后用電焊將輪爪分裝件與鉆頭體1沿 著設(shè)置的環(huán)狀焊槽15結(jié)合面焊接，完成鉆頭的總裝；本實(shí)用新型的 主要部件鉆頭體l、牙輪3、牙爪2至少有一個采用鑄鋼毛坯。
權(quán)利要求1. 一種滾動密封有體三牙輪鉆頭，包括鉆頭體、牙爪、牙輪、軸承副機(jī)構(gòu)、軸承副密封機(jī)構(gòu)、中心噴嘴和側(cè)噴嘴，其特征在于所述軸承副結(jié)構(gòu)包括兩個大軸滾柱和隔環(huán)，隔環(huán)設(shè)置在兩個大軸滾柱之間，在牙輪孔口與大軸頸根部之間開設(shè)有兩個階梯式密封環(huán)槽，在鉆頭體外錐周向均布有軸向的長凹槽。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動密封有體三牙輪鉆頭，其特征在 于在兩個階梯式密封環(huán)槽內(nèi)設(shè)置有密封圈，密封圈為"0"形或子 彈形，也可以是矩形橡膠密封圈。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動密封有體三牙輪鉆頭，其特征在于所述鉆頭體、牙輪、牙爪至少有一個采用鑄鋼毛坯。
專利摘要一種滾動密封有體三牙輪鉆頭，屬于石油、地質(zhì)、工程鉆井的三牙輪鉆頭設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域，包括鉆頭體、牙爪、牙輪、密封結(jié)構(gòu)、軸承副結(jié)構(gòu)、中心噴射結(jié)構(gòu)和側(cè)噴射結(jié)構(gòu)。大軸滾動軸承副由大軸、牙輪大孔和兩排滾柱及兩排滾柱之間的隔環(huán)組成，在大軸根部設(shè)置有兩道密封圈。本實(shí)用新型使用大軸雙排滾動軸承和軸承雙密封結(jié)構(gòu)的方式，提供一種具有無過定位滾動軸承的有體三牙輪鉆頭，解決了現(xiàn)有技術(shù)中軸承因徑向和軸向支承過定位要求精度高加工難度大的問題，加強(qiáng)了大軸軸承的承載力，減少了滾柱兩端應(yīng)力集中，有效增長了軸承壽命；解決了現(xiàn)有技術(shù)中單“O”形橡膠圈密封軸承壽命短的問題。
文檔編號E21B10/08GK201080787SQ200720080759
公開日2008年7月2日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者玲 吳, 彤 徐, 霞 王, 鄭家偉 申請人:四川石油管理局成都總機(jī)械廠