[實用新型]滾動密封有體三牙輪鉆頭

在審

• 申請號: 200720080759.0
• 申請日: 2007-08-22
• 公開（公告）號: CN201080787Y
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 吳玲;王霞;鄭家偉;徐彤
• 申請（專利權）人: 四川石油管理局成都總機械廠
• 主分類號: E21B10/22
• 分類號: E21B10/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

一種滾動密封有體三牙輪鉆頭，用于石油、地質、工程勘探開發地殼表層的全面鉆進，屬于石油、地質、工程鉆井的三牙輪鉆頭設計制造技術領域。

背景技術：

在現有技術中為了能順利的實施鉆井設計，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，現有用于表層鉆井的有體式三牙輪鉆頭，其軸承結構為大軸、中軸、小軸的三點徑向支承，以及大、中軸臺階和中、小軸臺階的兩點軸向支承，這種徑向和軸向支承都屬于過定位支承，目前技術的問題是：為了實現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現，因此增大了制造成本，如果加工精度達不到要求，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，現有技術的軸承密封為單“O”形橡膠圈密封，其密封壽命遠小于軸承壽命，密封壽命與軸承壽命不匹配，常因密封先期失效導致軸承提前損壞而使鉆頭失效。

發明內容：

本實用新型的目的是針對現有有體式三牙輪鉆頭技術存在的不足，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。

本實用新型是這樣實現的：一種滾動密封有體三牙輪鉆頭，鉆頭結構包括鉆頭體、牙爪、牙輪、軸承副結構、軸承副密封結構、中心噴嘴和側噴嘴；軸承密封結構中，在大軸根部設置有兩道密封圈，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組成，推力軸承由大、小軸臺階面形成，與原有技術相比，增大了止推面積，牙輪通過軸承副與牙爪結合在一起，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。

本實用新型的積極效果在于：由于大軸副承受約70％的徑向載荷，采用雙排滾柱中間加隔環的結構形式，大軸的支承長度加長，有效的減少滾柱兩端的應力集中，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。在大軸根部增設的擋渣密封圈阻隔鉆井液中攜帶的巖渣磨粒經間隙進入軸承，儲油密封圈阻隔鉆頭脂的外泄和少量經擋渣密封圈后可能進入軸承副的磨粒，延長了軸承的密封壽命和軸承壽命。

附圖說明：

圖1為本實用新型的鉆頭體和牙輪剖視組裝結構示意圖。

圖2為圖1中圖號4，5，6根部軸承密封的放大結構示意圖。

圖3為本實用新型未安裝牙爪牙輪的鉆頭體倒置結構示意圖。

具體實施方案：下面結合附圖給出本實用新型的實施例：本實用新型包括鉆頭體1、牙爪2、牙輪3、軸承副結構、軸承副密封結構、中心噴嘴13和側噴嘴14，軸承采用兩點徑向支承加單推力軸向支承的復合軸承結構，軸承副結構包括兩個大軸滾柱7和9、隔環8、鋼球10、推力軸承11和小軸滾柱12，其中隔環8設置在兩個大軸滾柱7和9之間，這種結構形式加長了大軸的支承長度，有效地減少了滾柱兩端的應力集中，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；在密封結構中，在牙輪孔口與大軸軸頸根部之間開設有兩個階梯式密封環槽，在兩個階梯式密封環槽內設置有擋渣圈5和密封圈6兩道密封圈，形成軸承密封結構，兩道密封圈可以有效防止鉆井液中的巖渣磨粒經過間隙4進入軸承腔，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成；牙輪3通過軸承副與牙爪2結合在一起，組成輪爪分裝件，當輪爪進行分裝時，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結合面的外邊緣設置有環狀焊槽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置在鉆頭體1外錐周向均布的軸向長凹槽16內，并完成定位，然后用電焊將輪爪分裝件與鉆頭體1沿著設置的環狀焊槽15結合面焊接，完成鉆頭的總裝；本實用新型的主要部件鉆頭體1、牙輪3、牙爪2至少有一個采用鑄鋼毛坯。