三牙輪鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及鉆井工具【技術(shù)領域】，尤其涉及一種三牙輪鉆頭，包括鉆頭主體、安裝于所述鉆頭主體上的鉆頭牙掌，鉆頭牙輪安裝在所述鉆頭牙掌上，所述鉆頭牙掌的掌背上安裝有儲油補償壓力平衡系統(tǒng)，所述鉆頭主體的中部設有中心水孔，所述中心水孔靠近所述鉆頭牙輪的一端安裝有可更換式合金噴嘴。三牙輪鉆頭中心水孔中的合金噴嘴座加工簡便，合金噴嘴更換方便，根據(jù)工況更換不同直徑的合金噴嘴能更好的利用鉆井液水動力鉆井，機加工而成的上返巖屑流道空間充裕，有利于巖屑上返提高機械鉆速；儲油補償壓力平衡系統(tǒng)設計在掌背上，離軸承距離近油脂補償更及時，并且具有完整有效的儲油補償壓力平衡和軸承密封系統(tǒng)，能大幅提高鉆頭使用壽命。
【專利說明】三牙輪鉆頭
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及鉆井工具【技術(shù)領域】，尤其涉及一種三牙輪鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]牙輪鉆頭是在地殼中破碎巖石的一種工具，廣泛應用與石油、天然氣鉆井以及其他礦用鉆探等領域。隨著石油資源的進一步開發(fā)，常規(guī)鉆井可開采的油井數(shù)量越來越少，開采的難度越來越大，采用非常規(guī)鉆井開發(fā)的油井越來越多，定向井、斜井、大位移井、水平井、分支井等特殊工藝井在石油開采中所占的比例越來越大，從而使使用井下動力鉆具的機會更多時間更長，由動力鉆具加轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的復合鉆井方式得到越來越廣泛的使用，其特點就是鉆頭轉(zhuǎn)速有了較大的提高，已經(jīng)超過原轉(zhuǎn)盤鉆井的2-3倍，達到250-300轉(zhuǎn)/分鐘?；诖耍蟋F(xiàn)代三牙輪鉆頭必須在高轉(zhuǎn)速下保持長的壽命，以減少鉆井起下鉆的次數(shù)，降低非鉆井時間，提聞鉆井效率和降低鉆井成本。
[0003]目前三片牙掌組裝焊接成形的結(jié)構(gòu)形式(見附圖9)。對于小型超小型三牙輪鉆頭(直徑小于0 92.072mm的三牙輪鉆頭)生產(chǎn)制造存在以下缺點:
[0004]目前的三牙輪鉆頭組成結(jié)構(gòu)用于小型超小型三牙輪鉆頭時，實踐證明鉆頭牙掌生產(chǎn)制造時由于必須重點滿足牙掌頭部軸頸的相關位置尺寸，這就必然忽略牙掌尾部位置尺寸，這樣就造成三片牙掌組裝焊接成形后的鉆頭內(nèi)孔流體通道不規(guī)則或直徑過小，從而影響鉆井液水動力功效?；蛘呓M裝焊接成形后鉆頭內(nèi)孔流體通道不規(guī)則或直徑過大，從而影響鉆頭聯(lián)接螺紋強度，甚至根本就車不出鉆頭聯(lián)接螺紋。再者由于組裝焊接成形后鉆頭內(nèi)孔流體通道不規(guī)則，鉆井液流體通過時產(chǎn)生渦流，不但影響鉆井液水動力，嚴重時可造成鉆頭內(nèi)腔局部穿刺，鉆頭提前報廢或發(fā)生井下事故。同時目前三牙輪鉆頭結(jié)構(gòu)用于小型超小型三牙輪鉆頭時，制造中心水孔和合金噴嘴座工序復雜，加工困難。
[0005]由于當前市場上小型超小型三牙輪鉆頭需求相對大直徑三牙輪鉆頭數(shù)量少，目前的三牙輪鉆頭結(jié)構(gòu)必須制造牙掌毛坯，成本高工期長，并且牙掌毛坯外形非常復雜，建立生產(chǎn)線不但昂貴，并且不能保證產(chǎn)品組件制造精確度。從而造成小型超小型三牙輪鉆頭單價高的情況，又因為制造工藝復雜成本高，小型超小型三牙輪鉆頭使用方每次訂購較多數(shù)量生產(chǎn)商才能制造，迫使使用方積壓大筆流動資金。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種三牙輪鉆頭，便于制造，成本低廉。
[0007]本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:一種三牙輪鉆頭，包括鉆頭主體、安裝于所述鉆頭主體上的鉆頭牙掌，鉆頭牙輪安裝在所述鉆頭牙掌上，其特征在于:所述鉆頭牙掌的掌背上安裝有儲油補償壓力平衡系統(tǒng)，所述鉆頭主體的中部設有中心水孔，所述中心水孔靠近所述鉆頭牙輪的一端安裝有可更換式合金噴嘴。
[0008]優(yōu)選地，所述儲油補償壓力平衡系統(tǒng)主要由依次安裝在儲油補償壓力平衡孔中的油囊、壓蓋、擋圈構(gòu)成。
[0009]優(yōu)選地，所述鉆頭主體的環(huán)周帶有上返巖屑流道以及牙掌安裝槽，所述牙掌安裝槽中帶有牙掌安裝槽焊接坡口以及牙掌安裝定位孔。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型中的鉆頭主體用鍛壓圓鋼車制后，進行材料熱處理，然后在一臺加工中心機床上一次裝夾完成所有加工。保證了所有外形和位置尺寸精度；
[0011 ] 鉆頭牙掌制造應用Unibody ( 一體成型工藝)和CAM (計算機輔助制造)，以及一套簡單的工裝統(tǒng)一加工定位等技術(shù)手段，不用建立昂貴復雜的生產(chǎn)線，極少工時就能保質(zhì)保量的完成加工制造；
[0012]所有組件都可以用鍛壓圓鋼制造，節(jié)省制造毛坯成本、簡化加工工藝、降低加工難度、縮短制造周期，即使用方少量定購，制造方也可以生產(chǎn)；
[0013]三牙輪鉆頭中心水孔中的合金噴嘴座加工簡便，合金噴嘴更換方便，根據(jù)工況更換不同直徑的合金噴嘴能更好的利用鉆井液水動力鉆井，機加工而成的上返巖屑流道空間充裕，有利于巖屑上返提高機械鉆速；
[0014]儲油補償壓力平衡系統(tǒng)設計在掌背上，離軸承距離近油脂補償更及時，并且具有完整有效的儲油補償壓力平衡和軸承密封系統(tǒng)，能大幅提高鉆頭使用壽命；
[0015]減化了加工工藝和工序，節(jié)省了大量人工、設備、刃具、和其它費用即是增加了經(jīng)濟效益，同時此結(jié)構(gòu)的三牙輪鉆頭可以做得很小，發(fā)展空間大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1中A-A方向的剖面圖；
[0018]圖3為本實用新型中儲油補償壓力平衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實用新型中鉆頭主體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為圖4的側(cè)視圖；
[0021]圖6為本實用新型中鉆頭主體的立體圖；
[0022]圖7為本實用新型中鉆頭牙掌的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖8是本實用新型中鉆頭牙掌的立體圖；
[0024]圖9是現(xiàn)有技術(shù)中三牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖及較佳實施例詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。如圖1至圖8所示:一種三牙輪鉆頭包括鉆頭主體1、鉆頭牙掌2、鉆頭牙輪3、儲油補償壓力平衡系統(tǒng)4、中心水孔5、合金噴嘴6、上返巖屑通道7。其中，三牙輪鉆頭儲油補償壓力平衡和軸承密封系統(tǒng)主要有以下結(jié)構(gòu)形式組成壓蓋8、油囊9、擋圈10、注油孔11、長油孔12、塞銷孔13、中心油孔14、大軸油孔15、軸承密封圈17構(gòu)成；鉆頭主體主要由以下結(jié)構(gòu)組成形式，上返巖屑流道7、牙掌安裝槽22、中心水孔5、牙掌安裝槽焊接坡口 23、牙掌安裝定位孔24組成；鉆頭牙掌主要有以下結(jié)構(gòu)組成形式牙掌安裝定位孔25、牙掌軸承大軸26、牙掌軸承止堆面27、牙掌軸承小軸28、牙掌大軸受力面焊接合金層29、牙掌止推面焊接合金層30、掌背焊接合金層31、組裝焊接坡口 32構(gòu)成。
[0026]安裝步驟:
[0027]首先將密封圈17裝在牙輪密封槽中18，鉆頭牙輪3通過內(nèi)孔與鉆頭牙掌2軸頸套接構(gòu)成牙輪鉆頭軸承系統(tǒng)，鋼球19從塞銷孔13放入軸承后，插入塞銷20焊接固定，通過鋼球19將鉆頭牙輪3保持在鉆頭牙掌2軸頸上。
[0028]第二步:用定位銷21將鉆頭牙掌2和鉆頭牙輪3的組和體與鉆頭主體I固定，將兩者焊接在一起。
[0029]第三步:安裝儲油補償壓力平衡系統(tǒng)組件油囊9、壓蓋8、擋圈10。
[0030]第四步:抽真空完成后，給儲油補償壓力平衡系統(tǒng)4中注入油脂，最后用絲堵封閉注油孔11。
[0031]第五步:夾持上返巖屑流道槽7并且與其定位車鉆頭聯(lián)接螺紋，便制造出完整的小型超小型三牙輪鉆頭產(chǎn)品。
[0032]工作原理:鉆頭工作時，鉆井液流經(jīng)中心水孔5，進入合金噴嘴6，在合金噴嘴入口和出口間形成壓差，提高水動力功效沖刷井底和清洗牙輪以及潤滑鉆頭。隨后將鉆頭工作產(chǎn)生的巖屑從鉆頭上返巖屑流道7帶出井筒。
[0033]當加壓的鉆井液進入井筒中后，壓力將鉆井液經(jīng)壓蓋傳壓孔16進入油囊外環(huán)空，擠壓油囊中的油脂脂體，油脂脂體經(jīng)長油孔12塞銷孔13中心油孔14)大軸油孔15流入軸承內(nèi)各摩擦幅，為摩擦幅提供潤滑減少摩擦力，從而提高牙輪鉆頭軸承壽命。
[0034]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術(shù)領域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種三牙輪鉆頭，包括鉆頭主體、安裝于所述鉆頭主體上的鉆頭牙掌，鉆頭牙輪安裝在所述鉆頭牙掌上，其特征在于:所述鉆頭牙掌的掌背上安裝有儲油補償壓力平衡系統(tǒng)，所述鉆頭主體的中部設有中心水孔，所述中心水孔靠近所述鉆頭牙輪的一端安裝有可更換式合金噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三牙輪鉆頭，其特征在于:所述儲油補償壓力平衡系統(tǒng)主要由依次安裝在儲油補償壓力平衡孔中的油囊、壓蓋、擋圈構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三牙輪鉆頭，其特征在于:所述鉆頭主體的環(huán)周帶有上返巖屑流道以及牙掌安裝槽，所述牙掌安裝槽中帶有牙掌安裝槽焊接坡口以及牙掌安裝定位孔。
【文檔編號】E21B10/18GK203463013SQ201320469144
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】陳斌 申請人:天津立林鉆頭有限公司