[實用新型]一種三牙輪鉆頭

有效

• 申請號: 201320617822.5
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN203559782U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 陳代樹;鄭家偉;王霞;張曉華
• 申請（專利權）人: 寶雞石油機械有限責任公司
• 主分類號: E21B10/12
• 分類號: E21B10/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實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功能的三牙輪鉆頭。

背景技術

目前的三牙輪鉆頭通常只敷焊耐磨合金或鑲嵌硬質合金齒來保護爪尖，并通過輪爪間隙密封來保護軸承密封，其特點是爪尖覆蓋牙輪底面，經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。

隨著鉆井技術的不斷發展，定向井、大位移井和叢式井廣泛出現于鉆井作業現場，加上螺桿、渦輪等高速井下動力鉆具的應用，導致三牙輪鉆頭的工作環境更趨復雜，尤其是給三牙輪鉆頭帶來了更大的側向力，使得爪尖與井壁的摩擦加劇，尤其在井身結構相對復雜的非直井中，導致爪尖磨損劇烈，大量摩擦熱傳遞到鄰近的軸承密封，加速密封圈熱老化，同時巖屑等深入間隙密封也較快，會加劇對軸承密封的磨損和腐蝕，從而導致軸承密封過早失效，降低鉆頭的使用壽命。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述技術問題而提供一種具有爪尖和密封保護功能的三牙輪鉆頭，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深入輪爪間隙密封，延長軸承密封的壽命，有效提高三牙輪鉆頭在鉆井作業中的使用性能。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

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由牙爪的軸頸與所述牙輪通過軸承副配合形成的輪爪裝配在一起，所述軸承副空間通過軸承密封與外界隔離；所述牙輪的底面設有圓臺形凹臺，所述牙爪的爪尖外圓面陷于所述圓臺形凹臺中并被所述圓臺形凹臺完全包裹。

所述牙爪的爪尖外圓面、圓臺形凹臺與所述軸頸的軸根面一起形成一道圓臺面間隙密封。

所述牙爪的爪尖的內側圓弧中心與所述軸頸的軸根中心重合。

所述軸根中心是所述軸根面與所述軸頸的中心線的交點。

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。

本實用新型通過采用圓臺形凹臺包裹爪尖，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對軸承密封的影響，延長密封壽命，最終提高鉆頭使用性能。

附圖說明

圖1所示為本實用新型提供的三牙輪鉆頭的結構示意圖；

圖2所示為本實用新型提供的三牙輪鉆頭的輪爪的剖面示意圖；

圖3所示為圖3的局部放大結構示意圖。

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為牙輪底面的圓臺形凹臺，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為儲油系統，15為連接絲扣，16為噴射系統。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。

參見圖1～3所示，一種三牙輪鉆頭，包括牙爪1、牙輪2，所述牙爪1與牙輪2通過由牙爪的軸頸7與牙輪2通過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陷于設在牙輪底面10的圓臺形凹臺8中，使牙爪的爪尖的外圓面11完全被牙輪底面10的圓臺形凹臺8包裹。

由于牙爪的爪尖的外圓面11完全被牙輪底面10的圓臺形凹臺8包裹，從而對牙爪的爪尖形成有效保護，且牙爪的爪尖的面積縮小，其規徑也相對減小，從而增大了牙爪的爪尖外側表面與井壁間的距離。

所述牙爪1上還設有平衡壓差和潤滑軸承用的儲油系統14、連接鉆桿用的連接絲扣15以及維持鉆井液循環用的噴射系統16。

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的圓臺形凹臺8、軸根面12一起構成一道圓臺面間隙，使得鉆頭工作時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。

所述牙爪的爪尖5的內側圓弧中心(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。

所述軸根中心6是軸根面12與軸頸中心線3的交點。

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為硬質合金齒或表面敷焊耐磨材料的鋼齒。

本實用新型工作原理如下：

本實用新型鉆頭破碎巖石時，圓臺形凹臺8和牙輪的背錐9主動保護爪尖，減少爪尖與井壁的直接摩擦，且圓臺面間隙形成曲路密封，增加巖屑等雜質深入間隙的難度，從而有效延緩爪尖磨損，減少爪尖摩擦熱和雜質對軸承密封的影響，延長密封壽命，最終提高鉆頭使用性能。