專利名稱：一種帶壓力平衡裝置的密封式牙輪鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于石油、地質(zhì)鉆井機(jī)械領(lǐng)域，特別是涉及一種帶壓力平衡 裝置的密封式牙輪鉆頭。
背景技術(shù)：
牙輪鉆頭是石油、地質(zhì)鉆井過程中使用的重要的工具之一，其質(zhì)量的好壞直接影 響鉆井的速度和成本。對于牙輪鉆頭來說，其軸承密封和潤滑的好壞能直接影響牙輪鉆頭 的使用壽命。實(shí)踐證明軸承密封的內(nèi)外壓差的大小對軸承密封的壽命有至關(guān)重要的影響。 一方面它是密封漏失的基本原因，另一方面，壓差大會使密封件加劇磨損，導(dǎo)致牙輪鉆頭密 封和整個鉆頭過早失效。為了使牙輪鉆頭軸承能保證好的質(zhì)量，現(xiàn)有的牙輪鉆頭在牙掌上 均設(shè)計(jì)有壓力平衡及儲油補(bǔ)償裝置(見圖5)，用來平衡鉆頭軸承密封兩面的壓力差并向軸 承腔內(nèi)補(bǔ)償消耗的潤滑脂。現(xiàn)有的壓力平衡及儲油補(bǔ)償裝置一般由儲油囊、油杯、壓蓋、擋 圈、密封圈等多個零件以及鉆頭牙掌上的儲油孔、長油孔、塞銷孔、傳壓孔組成。但是，這種 壓力平衡及儲油補(bǔ)償裝置距軸承密封件太遠(yuǎn)，壓力要通過長油孔、塞銷孔及軸承的徑向間 隙傳遞給密封件，傳遞壓力的空間又長又小。通常鉆頭的軸承潤滑脂粘度比較高，因此，這 種壓力平衡及儲油補(bǔ)償裝置在平衡軸承內(nèi)外壓差方面靈敏度和可靠性都比較差。近年來，業(yè)內(nèi)雖然在上述存在的缺陷上作了不同的改進(jìn)，但均在牙掌上想辦法，這 樣的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可實(shí)現(xiàn)性、可靠性和實(shí)用價值比較差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的旨在提供一種帶壓力平衡裝置的密封式牙輪鉆頭，它解決的技 術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而設(shè)計(jì)的一種安裝在牙輪上的結(jié)構(gòu)簡單、壓力變化反應(yīng) 靈敏，能有效平衡密封件兩側(cè)壓力差的牙輪鉆頭軸承的壓力平衡裝置，使牙輪鉆頭密封件 兩側(cè)壓力差趨于相等，從而提高牙輪鉆頭軸承密封的使用壽命，進(jìn)而提高整個鉆頭的使用
壽命o為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的所采用以下的技術(shù)方案一種帶壓力平衡裝置的密封式 牙輪鉆頭，其特征在于其包括牙掌，牙輪；牙掌通過其下端的軸頸與牙輪相連接，牙輪內(nèi) 孔依靠密封件與軸頸相配形成軸承腔，其軸承腔與牙掌上設(shè)置的壓力平衡和儲油補(bǔ)償裝置 的長油孔相連通，在牙輪上設(shè)置有與軸承腔相連通的壓力平衡裝置。上述的壓力平衡裝置由通壓孔，傳壓彈性體和通壓孔堵頭組成；通壓孔設(shè)在牙輪 輪壁上，在通壓孔內(nèi)固定傳壓彈性體，傳壓彈性體將通壓孔密封，通壓孔堵頭將傳壓彈性體 固定在通壓孔內(nèi)。通壓孔設(shè)在牙輪合金齒位置且在牙輪外排齒位置上。所述傳壓彈性體一端開口，另一端是封閉半球，開口朝向牙輪軸承腔。所述通壓孔堵頭靠過盈配合或螺紋連接的方式安裝在通壓孔的牙輪表面一側(cè)。上述的壓力平衡裝置是安裝在靠近軸承密封裝置的牙輪上的。[0011]本實(shí)用新型的有益效果是1、由于該壓力平衡裝置靠近軸承密封部位，對軸承內(nèi)外的壓力變化反應(yīng)靈敏，可 有效的減少軸承密封兩邊的壓力差，可進(jìn)一步增強(qiáng)軸承密封的可靠性，延長軸承密封的使 用壽命，從而延長牙輪鉆頭的使用壽命，降低鉆井成本。2、該裝置適合牙輪鉆頭的各種密封型式的軸承。3、該裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本底，便于制造安裝。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型一個實(shí)施例中在牙輪上開設(shè)通壓孔的位置和結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型一個實(shí)施例中通壓孔堵頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型一個實(shí)施例中傳壓彈性體的結(jié)構(gòu)放大示意圖；圖5為現(xiàn)有牙輪鉆頭中壓力平衡及儲油補(bǔ)償裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。牙掌1通過其下端的軸頸與牙輪2相連接，牙輪內(nèi)孔依靠密封裝置7與軸頸相配 形成軸承腔，在牙掌1上設(shè)置有壓力平衡及儲油補(bǔ)償裝置通過長油孔與軸承腔相連通，所 述的壓力平衡及儲油補(bǔ)償裝置包括設(shè)在牙掌1上的儲油孔8，儲油孔中安裝儲油囊9、儲油 杯10、壓蓋11、卡簧12和絲堵15。儲油孔8通過長油孔13和塞銷孔14與軸承腔導(dǎo)通，如 附圖5所示。再在靠近軸承密封裝置的牙輪上設(shè)置一軸承壓力平衡裝置，所述之壓力平衡 裝置包括通壓孔6，將其設(shè)置在牙輪合金齒位置且在牙輪外排齒位置上，和軸承腔相連的導(dǎo) 孔直徑設(shè)計(jì)在2 5mm，長度可根據(jù)牙輪壁厚任意調(diào)節(jié)。通壓孔6中安裝傳壓彈性體5。所述之傳壓彈性體一端開口，另一端是封閉半球，安裝時開口朝向牙輪軸承腔，該 彈性體壁厚設(shè)計(jì)為0. 5 1. 5mm。該彈性體依靠通壓孔堵頭4將其密封固定在通壓孔6內(nèi)， 上述通壓孔堵頭4靠過盈配合或螺紋連接的方式安裝在通壓孔6的牙輪表面一側(cè)。該通壓 孔堵頭中間孔的直徑為1 5mm。該壓力平衡裝置當(dāng)外界壓力高于牙輪軸承內(nèi)腔壓力時，壓 力會及時通過通壓孔堵頭中間孔傳遞給傳壓彈性體5，使傳壓彈性體5翻向內(nèi)側(cè)，來補(bǔ)充牙 輪軸承內(nèi)腔壓力。當(dāng)外界壓力低于牙輪軸承內(nèi)腔壓力時，傳壓彈性體5會翻向外側(cè)，與通壓 孔堵頭4的凹面貼合。這樣的往復(fù)運(yùn)動就能夠及時有效的平衡和調(diào)節(jié)密封裝置內(nèi)外兩側(cè)的 壓力差。本實(shí)用新型所述的牙輪鉆頭可為單牙輪鉆頭或多牙輪鉆頭，多牙輪鉆頭一般為三 牙輪鉆頭，在多牙輪鉆頭中相對每個牙輪牙掌的軸承腔均可設(shè)置所述之軸承壓力平衡裝置。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，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，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)和潤飾，這些改進(jìn)和 潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種帶壓力平衡裝置的密封式牙輪鉆頭，其特征在包括牙掌(1)，牙輪(2)；牙掌(1)通過其下端的軸頸與牙輪(2)相連接，牙輪(2)內(nèi)孔依靠密封件(7)與軸頸相配形成軸承腔，其軸承腔與牙掌(1)上設(shè)置的壓力平衡和儲油補(bǔ)償裝置的長油孔相連通，在牙輪(2)上設(shè)置有與軸承腔相連通的壓力平衡裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶壓力平衡裝置的密封式牙輪鉆頭，其特征在于上述的壓 力平衡裝置由通壓孔(6)，傳壓彈性體(5)和通壓孔堵頭(4)組成；通壓孔(6)設(shè)在牙輪(2) 輪壁上，在通壓孔(6)內(nèi)固定傳壓彈性體(5)，傳壓彈性體(5)將通壓孔(6)密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶壓力平衡裝置的密封式牙輪鉆頭，其特征在于所述通壓 孔(6)設(shè)在牙輪合金齒位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶壓力平衡裝置的密封式牙輪鉆頭，其特征在于所述通壓 孔(6)設(shè)在牙輪外排齒位置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶壓力平衡裝置的密封式牙輪鉆頭，其特征在于所述傳壓 彈性體(5) —端開口，另一端是封閉半球，開口朝向牙輪軸承腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶壓力平衡裝置的密封式牙輪鉆頭，其特征在于所述在通壓 孔(6)內(nèi)起固定傳壓彈性體(5)作用的通壓孔堵頭(4)靠過盈配合或螺紋連接的方式安裝 在通壓孔(6)的牙輪表面一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的帶壓力平衡裝置的密封式牙輪鉆頭，其特征 在于上述的壓力平衡裝置是安裝在靠近軸承密封裝置(7)的牙輪上的。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于石油、地質(zhì)鉆井機(jī)械領(lǐng)域，特別是涉及一種帶壓力平衡裝置的密封式牙輪鉆頭。其包括牙掌，牙輪；牙掌通過其下端的軸頸與牙輪相連接，牙輪內(nèi)孔依靠密封件與軸頸相配形成軸承腔，其軸承腔與牙掌上設(shè)置的壓力平衡和儲油補(bǔ)償裝置的長油孔相連通，在牙輪上設(shè)置有與軸承腔相連通的壓力平衡裝置。它能有效平衡密封件兩側(cè)壓力差的牙輪鉆頭軸承的壓力平衡裝置，使牙輪鉆頭密封件兩側(cè)壓力差趨于相等，從而提高牙輪鉆頭軸承密封的使用壽命，進(jìn)而提高整個鉆頭的使用壽命。
文檔編號E21B10/22GK201581810SQ200920251918
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者沈志強(qiáng) 申請人:天津立林石油機(jī)械有限公司