一種具有螺旋潤(rùn)滑槽浮動(dòng)套軸承的牙輪鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及用于石油、天然氣鉆探的一種具有螺旋潤(rùn)滑槽浮動(dòng)套軸承的牙輪鉆頭，它主要由儲(chǔ)油室，泥漿噴嘴，O型密封圈，外表面螺旋潤(rùn)滑槽，浮動(dòng)套，牙輪防掉鋼球，牙爪，內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽，牙輪，牙齒組成。浮動(dòng)套是裝配在牙輪和牙爪大軸頸之間；浮動(dòng)套的外表面均勻分布有2～8條螺旋線型的外表面螺旋潤(rùn)滑槽，浮動(dòng)套的內(nèi)表面均勻分布有2～8螺旋線型的內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽，浮動(dòng)套上的內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽與外表面螺旋潤(rùn)滑槽是相互交錯(cuò)布置設(shè)計(jì)；采用螺旋線型的設(shè)計(jì)是為了儲(chǔ)存更多的潤(rùn)滑劑。本實(shí)用新型提高浮動(dòng)套軸承的潤(rùn)滑能力和工作的穩(wěn)定性；浮動(dòng)套處于浮動(dòng)工作狀態(tài)，進(jìn)而提高牙輪鉆頭的使用壽命，提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】
一種具有螺旋潤(rùn)滑槽浮動(dòng)套軸承的牙輪鉆頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及用于石油、天然氣鉆探的一種具有螺旋潤(rùn)滑槽浮動(dòng)套軸承的牙輪鉆頭，屬于石油、天然氣鉆探的裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]牙輪鉆頭作為鉆井作業(yè)中一種主要的破巖工具，它的使用壽命主要取決于滑動(dòng)軸承的壽命。對(duì)牙輪鉆頭軸承系統(tǒng)進(jìn)行受力分析可知，牙輪鉆頭的大軸頸承受了較大的徑向力，小軸頸和止推面承受較小的載荷?；瑒?dòng)軸承作為牙輪鉆頭設(shè)計(jì)中關(guān)鍵的部件，將直接影響整個(gè)鉆頭的性能。而具有浮動(dòng)套的滑動(dòng)軸承是一種新型的滑動(dòng)軸承，浮動(dòng)套裝配在大軸頸處，將原來的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦副變?yōu)閮蓚€(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦副，降低了軸頸與牙輪之間的相對(duì)滑動(dòng)速度。由摩擦學(xué)原理可知，滑動(dòng)軸承的摩擦功率損失隨摩擦面之間的相對(duì)滑動(dòng)速度的平方變化，與摩擦面的接觸面積成線性變化;故在其他參數(shù)不變的情況下，浮動(dòng)套的使用增加了滑動(dòng)軸承摩擦面的接觸面積，延長(zhǎng)了滑動(dòng)軸承的使用壽命。雖然浮動(dòng)套滑動(dòng)軸承牙輪鉆頭相比于一般的滑動(dòng)軸承牙輪鉆頭具有更好的使用前景，但仍然存在著一些不足。由于浮動(dòng)套處于時(shí)而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)而不轉(zhuǎn)動(dòng)的不良運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不能實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)軸承的連續(xù)液體動(dòng)力潤(rùn)滑，以及在其它因素的綜合作用下，使得浮動(dòng)套不能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動(dòng)，浮動(dòng)套滑動(dòng)軸承沒能發(fā)揮出應(yīng)有的效果。如何改善浮動(dòng)套滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑效果，改善浮動(dòng)套運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，這將是以后研究的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有螺旋潤(rùn)滑槽浮動(dòng)套軸承的牙輪鉆頭，能夠有效改善浮動(dòng)套潤(rùn)滑效果，對(duì)于延長(zhǎng)牙輪鉆頭滑動(dòng)軸承的使用壽命有著積極的意義。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]本實(shí)用新型一種具有螺旋潤(rùn)滑槽浮動(dòng)套軸承的牙輪鉆頭，主要由儲(chǔ)油室，泥漿噴嘴，O型密封圈，外表面螺旋潤(rùn)滑槽，浮動(dòng)套，牙輪防掉鋼球，牙爪，內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽，牙輪，牙齒組成。所述浮動(dòng)套的外表面裝配在牙輪的內(nèi)孔之中，浮動(dòng)套的內(nèi)表面裝配裝配在牙爪的大軸頸;浮動(dòng)套是裝配在牙輪和牙爪大軸頸之間；浮動(dòng)套的外表面均勻分布有2?8條螺旋線型的外表面螺旋潤(rùn)滑槽，浮動(dòng)套的內(nèi)表面均勻分布有2?8螺旋線型的內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽，浮動(dòng)套上的內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽與外表面螺旋潤(rùn)滑槽是相互交錯(cuò)布置設(shè)計(jì)。采用螺旋線型的設(shè)計(jì)是為了儲(chǔ)存更多的潤(rùn)滑劑;在平穩(wěn)工作時(shí)，浮動(dòng)套可以形成多個(gè)油楔，隨著轉(zhuǎn)速的不斷提高，卷吸更多的潤(rùn)滑劑進(jìn)入接觸面;多個(gè)油楔油膜共同作用，使得浮動(dòng)套軸承處于連續(xù)的流體動(dòng)壓潤(rùn)滑，提高浮動(dòng)套軸承的潤(rùn)滑效果。并對(duì)浮動(dòng)套進(jìn)行TiAlN鍍膜處理，可以進(jìn)一步提高浮動(dòng)套軸承的承載能力和耐磨損，減小由于開槽對(duì)浮動(dòng)套強(qiáng)度的影響。
[0006]所述浮動(dòng)套上的螺旋潤(rùn)滑槽不僅限于單一截面形狀，也可以是多種截面形狀的組合;當(dāng)具有微小顆粒進(jìn)入軸承系統(tǒng)時(shí)，微顆粒也可以順利通過螺旋潤(rùn)滑槽，不至于引起磨粒在軸承表面的快速富集，進(jìn)而引起磨粒磨損。
[0007]具有螺旋潤(rùn)滑槽的浮動(dòng)套軸承的幾何尺寸和初始裝配間隙可以根據(jù)實(shí)際工況選擇，這樣可使得具有螺旋潤(rùn)滑槽的浮動(dòng)套軸承更加具有適應(yīng)性，取得更好的使用效果。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果:1、提高浮動(dòng)套軸承的潤(rùn)滑能力和工作的穩(wěn)定性，使之處于一種穩(wěn)定的液體動(dòng)壓潤(rùn)滑狀態(tài);2、浮動(dòng)套處于浮動(dòng)工作狀態(tài)，進(jìn)而提高牙輪鉆頭的使用壽命，提高生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型一種具有螺旋潤(rùn)滑槽浮動(dòng)套軸承的牙輪鉆頭結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型牙爪結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0011 ]圖3為本實(shí)用新型浮動(dòng)套矩形螺旋潤(rùn)滑槽。
[0012]圖4為本實(shí)用新型浮動(dòng)套橢圓螺旋潤(rùn)滑槽。
[0013]圖5為本實(shí)用新型浮動(dòng)套梯形螺旋潤(rùn)滑槽。
[0014]圖中:1.儲(chǔ)油室，2.泥漿噴嘴，3.0型密封圈，4.外表面螺旋潤(rùn)滑槽，5.浮動(dòng)套，6.牙輪防掉鋼球，7.牙爪，8.內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽，9.牙輪，1.牙齒。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實(shí)用新型一種具有螺旋潤(rùn)滑槽浮動(dòng)套軸承的牙輪鉆頭，主要由儲(chǔ)油室I，泥漿噴嘴2，0型密封圈3，外表面螺旋潤(rùn)滑槽4，浮動(dòng)套5，牙輪防掉鋼球6，牙爪7，內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽8，牙輪9，牙齒10組成。所述浮動(dòng)套5是裝配在牙輪9和牙爪7大軸頸之間;浮動(dòng)套5的外表面均勻分布有2?8條螺旋線型的外表面螺旋潤(rùn)滑槽4，浮動(dòng)套5的內(nèi)表面均勻分布有2?8螺旋線型的內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽8，浮動(dòng)套5上的內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽8與外表面螺旋潤(rùn)滑槽4是相互交錯(cuò)布置設(shè)計(jì)。螺旋潤(rùn)滑槽采用螺旋線型的設(shè)計(jì)是為了儲(chǔ)存更多的潤(rùn)滑劑。在平穩(wěn)工作時(shí)，浮動(dòng)套的內(nèi)外面可以形成多個(gè)油楔；隨著轉(zhuǎn)速的不斷提高，卷吸更多的潤(rùn)滑劑進(jìn)入接觸面，多個(gè)油楔油膜共同作用，使得浮動(dòng)套軸承處于連續(xù)的流體動(dòng)壓潤(rùn)滑;并對(duì)浮動(dòng)套進(jìn)行TiAlN鍍膜處理，可以進(jìn)一步提高浮動(dòng)套軸承的承載能力和耐磨損，減小由于開槽帶來的強(qiáng)度影響。
[0017]如圖3、圖4、圖5所示，內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽8與外表面螺旋潤(rùn)滑槽4的截面形狀可以設(shè)計(jì)成矩形、橢圓或梯形。其螺旋角度為5°?60°，并在浮動(dòng)套5內(nèi)外表面進(jìn)行TiAlN鍍膜處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有螺旋潤(rùn)滑槽浮動(dòng)套軸承的牙輪鉆頭，主要由儲(chǔ)油室(I)，泥漿噴嘴(2)，0型密封圈(3)，外表面螺旋潤(rùn)滑槽(4)，浮動(dòng)套(5)，牙輪防掉鋼球(6)，牙爪(7)，內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽(8)，牙輪(9)，牙齒(10)組成，其特征在于:所述浮動(dòng)套(5)是裝配在牙輪(9)和牙爪(7)大軸頸之間；浮動(dòng)套(5)的外表面均勻分布有2?8條螺旋線型的外表面螺旋潤(rùn)滑槽(4)，浮動(dòng)套(5)的內(nèi)表面均勻分布有2?8螺旋線型的內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽(8)，浮動(dòng)套(5)上的內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽(8)與外表面螺旋潤(rùn)滑槽(4)是相互交錯(cuò)布置設(shè)計(jì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有螺旋潤(rùn)滑槽浮動(dòng)套軸承的牙輪鉆頭，其特征在于:內(nèi)表面螺旋潤(rùn)滑槽(8)與外表面螺旋潤(rùn)滑槽(4)的截面形狀可以設(shè)計(jì)成矩形、橢圓或梯形;其螺旋角度為5°?60°，并在浮動(dòng)套(5)內(nèi)外表面進(jìn)行TiAlN鍍膜處理。
【文檔編號(hào)】E21B10/08GK205477372SQ201620006529
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月4日
【發(fā)明人】何畏, 陳洋, 賀軍超, 沈平生, 黃帥, 胡藝耀
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)