[實用新型]具有高承載能力軸承的混合鉆頭

有效

• 申請號: 201721597511.1
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN207436929U
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 樊孝兵;劉強;陸忠華;涂關富
• 申請（專利權）人: 中石化江鉆石油機械有限公司;中石化石油機械股份有限公司
• 主分類號: E21B10/52
• 分類號: E21B10/52;E21B12/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

本實用新型涉及一種具有高承載能力軸承的混合鉆頭，包括有鉆頭體，鉆頭體上設置刀翼和噴嘴，刀翼從內至外劃分為內錐、鼻部、肩部和保徑段；刀翼各部位上安設有固定切削齒，在各刀翼之間安設有牙掌，牙掌上端與鉆頭體焊接成一體，牙掌的下端設置軸頸，軸頸上設置大軸、鎖緊鋼球滾道和小軸，牙輪通過牙輪內孔套裝在軸頸上并通過鋼球軸向鎖定，牙輪內孔與大軸構成牙輪主軸承，牙輪上安設有牙輪切削齒，其特征在于所述的牙輪主軸承通過鎖緊鋼球滾道分隔設置上軸承和下軸承，所述上軸承的軸向長度大于或等于下軸承的軸向長度。本實用新型軸承載荷分布合理，承載能力高，軸承壽命長，能長時間對地層進行高效切削。

技術領域

本實用新型涉及到一種用于石油、天然氣和地質鉆井用的具有高承載能力軸承的混合鉆頭，該混合鉆頭適用于在硬地層和夾層地層的鉆井。

背景技術

在現有技術中，混合鉆頭因其固定刀翼加滾動牙輪的復合切削結構，具有適應多種地層、機械鉆速高、進尺多等性能優勢，但也因混合鉆頭具有固定刀翼加滾動牙輪，牙輪軸承尺寸小，承載面積小，因而承載能力較低，軸承壽命短。

并且在結構上，現有混合鉆頭的牙掌鎖緊鋼球跑道靠近軸頸大軸的末端，末端大軸的長度很短，幾乎不承受載荷，因此只有大軸的上端軸承單獨承受載荷，存在軸頸大軸長度短、受力面分布不勻的問題，當工作過程中受到異常的高載荷，會在大軸受力面上產生異常高的接觸應力，使得軸承很快磨損，大軸磨損后，軸承間隙增大，引起牙輪繞軸頸大幅曠動和擺動，使得牙輪失去切削功能；牙輪失去切削功能后，混合鉆頭就變成了固定刀翼的常規PDC鉆頭，PDC切削齒很快會出現崩片現象，從而導致整個鉆頭失去切削功能。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足而提供一種具有高承載能力軸承的混合鉆頭，它承載能力高、軸承壽命長，能長時間對地層進行高效切削。

本實用新型為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：包括有鉆頭體，鉆頭體上設置刀翼和噴嘴，刀翼從內至外劃分為內錐、鼻部、肩部和保徑段；刀翼各部位上安設有固定切削齒，在各刀翼之間安設有牙掌，牙掌上端與鉆頭體焊接成一體，牙掌的下端設置軸頸，軸頸上設置大軸、鎖緊鋼球滾道和小軸，牙輪通過牙輪內孔套裝在軸頸上并通過鋼球軸向鎖定，牙輪內孔與大軸構成牙輪主軸承，牙輪上安設有牙輪切削齒，其不同之處在于，所述的牙輪主軸承通過鎖緊鋼球滾道分隔設置上軸承和下軸承，所述上軸承的軸向長度大于或等于下軸承的軸向長度。

按上述方案，所述的上軸承軸向長度為上、下軸承軸向長度總長的50~85%，所述的下軸承軸向長度為上、下軸承軸向長度總長的15~50%。

按上述方案，所述的上軸承由大軸鎖緊鋼球滾道以上部分與牙輪內孔鎖緊鋼球滾道以上部分相互配置構成，所述的下軸承由大軸鎖緊鋼球滾道以下部分與牙輪內孔鎖緊鋼球滾道以下部分相互配置構成。

按上述方案，所述的上軸承直徑與下軸承直徑相等。

按上述方案，在上軸承上端牙輪內孔與軸頸之間設置有密封圈。

按上述方案，所述的刀翼為2~4個，所述的牙輪的為2~4個。

按上述方案，所述的牙輪為錐球形或球形。

按上述方案，所述的牙輪切削齒為硬質合金齒，或硬質合金和聚晶金剛石復合齒。

按上述方案，所述的固定切削齒為金剛石復合片。

本實用新型的有益效果在于：1、設置上、下兩個軸承面，由上、下兩個軸承面共同承擔牙輪的載荷和力矩，這樣不僅在一定程度上增加了牙掌軸頸大軸的接觸面長度，而且也使軸承的受力面分布更為合理均勻，降低了軸頸與牙輪的接觸應力，延長了軸承壽命；2、由于大軸接觸面的分布長度有效增加，減小了牙輪與牙掌軸頸間的擺動幅度，改善了牙掌軸頸的受力狀態，增強了牙輪軸承承受的異常載荷的能力，從而進一步延長了軸承壽命。

附圖說明