一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到一種用于石油、天然氣、地質(zhì)、礦山、水文以及地?zé)豳Y源鉆井用的牙輪鉆頭，更具體的說，涉及牙輪鉆頭的軸承的密封壓力平衡系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于牙輪鉆頭來說，保證其軸承的密封和潤(rùn)滑是保證牙輪鉆頭正常運(yùn)行和工作的重要前提之一，也是維持牙輪鉆頭具有足夠使用壽命的重要前提，為了使牙輪鉆頭軸承處于密封狀態(tài)及在良好的潤(rùn)滑條件下工作，現(xiàn)有牙輪鉆頭在牙掌上均設(shè)置有潤(rùn)滑劑補(bǔ)償裝置，用來平衡鉆頭軸承密封圈兩邊的壓力差并向軸承腔內(nèi)補(bǔ)償漏失的潤(rùn)滑劑。
[0003]在圖2和圖3中，所述的潤(rùn)滑油脂補(bǔ)償系統(tǒng)20包括擋圈21、絲堵22、密封圈23、壓蓋24、保護(hù)杯25、彈性油脂補(bǔ)償器28、上儲(chǔ)油腔26a和下儲(chǔ)油腔26b，小傳壓孔29a和潤(rùn)滑油脂通道。潤(rùn)滑油脂通道由注油孔2%、導(dǎo)油孔29c、長(zhǎng)油孔29d和傳油孔29e組成。所述的彈性油脂補(bǔ)償系統(tǒng)20的上儲(chǔ)油腔26a、下儲(chǔ)油腔26b、潤(rùn)滑油脂通道以及軸承內(nèi)部注滿潤(rùn)滑脂，并且在注入潤(rùn)滑脂之前進(jìn)行抽真空處理。
[0004]在圖3和圖8中，所述的彈性油脂補(bǔ)償器28上設(shè)有用于密封的密封環(huán)28a。當(dāng)軸承內(nèi)部N的壓力Pb低于軸承外部W的壓力Pm時(shí)，彈性油脂補(bǔ)償器28被推向保護(hù)杯25，軸承內(nèi)部潤(rùn)滑脂被壓縮，壓力隨之增加，最終達(dá)到壓力Pm與壓力Pb相等，減少泥漿和/或巖肩容易進(jìn)入軸承密封面和軸承內(nèi)部。當(dāng)軸承內(nèi)部N的壓力Pb高于軸承外部W的壓力Pm時(shí)，彈性油脂補(bǔ)償器28被推向小傳壓孔29a，軸承內(nèi)部壓力隨之減小，最終達(dá)到壓力Pm與壓力Pb相等，以減少潤(rùn)滑油脂向外泄漏。
[0005]上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足是:潤(rùn)滑劑補(bǔ)償裝置20距離密封元件的距離遠(yuǎn)，潤(rùn)滑油脂通道長(zhǎng)，且潤(rùn)滑油脂粘度高，因此彈性油脂補(bǔ)償器的響應(yīng)速度慢，不能有效避免鉆頭外部的泥漿和巖肩容易進(jìn)入軸承密封面和軸承內(nèi)部，也不能有效避免潤(rùn)滑油脂向外泄漏。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種能有效并快速平衡軸承內(nèi)外部的壓力變化的牙輪鉆頭密封壓力平衡系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，它包括有牙輪和牙掌，牙掌通過其下端的軸頸與牙輪內(nèi)孔相配合形成一個(gè)軸承副，在牙掌上設(shè)置有潤(rùn)滑劑補(bǔ)償裝置與軸承副相連通，其特征在于在牙輪內(nèi)孔設(shè)置有兩組密封圈與軸頸相配置形成密封腔，在牙掌上設(shè)置有壓力平衡裝置與密封腔相連通，所述壓力平衡裝置靠近密封腔。
[0008]按上述技術(shù)方案，所述壓力平衡裝置包括設(shè)置在牙掌下部靠近軸頸的傳壓孔，傳壓孔的下部通過小導(dǎo)油孔與密封腔相導(dǎo)通，傳壓孔中由內(nèi)而外依次安設(shè)有小儲(chǔ)油囊、小油杯、小壓蓋，小儲(chǔ)油囊的外側(cè)與傳壓孔相連通，內(nèi)側(cè)與密封腔相連通。
[0009]按上述技術(shù)方案，所述小儲(chǔ)油囊為一端開口，另一端為封閉的杯狀小儲(chǔ)油囊，在小油杯和傳壓孔的下部?jī)?nèi)分別設(shè)置用于容納小儲(chǔ)油囊的上油腔和下油腔。
[0010]按上述技術(shù)方案，所述傳壓孔為內(nèi)小外大的臺(tái)階孔，小儲(chǔ)油囊的開口端設(shè)有向外翻的凸緣，所述壓蓋通過小油杯將小儲(chǔ)油囊的外凸緣壓裝在傳壓孔的臺(tái)階孔處。
[0011]按上述技術(shù)方案，在牙掌上設(shè)置有小注油孔與小儲(chǔ)油囊的內(nèi)側(cè)連通。
[0012]按上述技術(shù)方案，所述小儲(chǔ)油囊由彈性材料制成。
[0013]按上述技術(shù)方案，牙輪內(nèi)孔設(shè)置的兩組密封圈均設(shè)置在牙輪內(nèi)孔的內(nèi)周面，使小導(dǎo)油孔偏心設(shè)置。
[0014]按上述技術(shù)方案，牙輪內(nèi)孔設(shè)置的兩組密封圈中，一組設(shè)置在牙輪內(nèi)孔的內(nèi)周面，另一組設(shè)置在牙輪的內(nèi)端面，使小導(dǎo)油孔設(shè)置在傳壓孔的中心位置。
[0015]按上述技術(shù)方案，在壓力平衡裝置內(nèi)部注滿潤(rùn)滑劑，壓力平衡裝置在內(nèi)部注滿潤(rùn)滑劑之前的壓強(qiáng)小于50帕。
[0016]本實(shí)用新型所取得的有益效果為:1、本實(shí)用新型中設(shè)置的壓力平衡裝置離軸承密封圈近，對(duì)軸承內(nèi)外的壓力變化反映靈敏，使軸承腔內(nèi)潤(rùn)滑劑壓力與外界鉆井液壓力接近，能有效并快速平衡軸承內(nèi)外部的壓力變化，避免軸承副內(nèi)部的潤(rùn)滑劑向外泄露，同時(shí)避免外部泥漿進(jìn)入軸承內(nèi)部，從而達(dá)到提高牙輪鉆頭軸承壽命、降低鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)的目的；2、通過設(shè)置兩組密封圈，第一組密封圈的密封可以阻止煤渣、巖肩、水進(jìn)入軸承對(duì)第二組密封圈的侵蝕，確保第二組密封圈的工作時(shí)效，從而延長(zhǎng)軸承的工作壽命；3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方面，制造成本低。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的牙輪鉆頭外觀示意圖。
[0018]圖2為一種現(xiàn)有技術(shù)的潤(rùn)滑油脂補(bǔ)償系統(tǒng)的剖視圖。
[0019]圖3為一種現(xiàn)有技術(shù)的潤(rùn)滑油脂補(bǔ)償系統(tǒng)的局部放大圖。
[0020]圖4為本實(shí)用新型的第一種實(shí)施例的密封壓力平衡裝置的剖視圖。
[0021]圖5為本實(shí)用新型的第一種實(shí)施例的密封壓力平衡裝置的局部放大圖。
[0022]圖6為本實(shí)用新型的第二種實(shí)施例的密封壓力平衡裝置的剖視圖。
[0023]圖7為本實(shí)用新型的第二種實(shí)施例的密封壓力平衡裝置的局部放大圖。
[0024]圖8為一種現(xiàn)有技術(shù)的潤(rùn)滑油脂補(bǔ)償系統(tǒng)的工作原理圖。
[0025]圖9為本實(shí)用新型的工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0027]實(shí)施例一:
[0028]如圖所示，本實(shí)施例提供了一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，它包括在鉆頭I上設(shè)置的三個(gè)牙掌2和三個(gè)牙輪4，每個(gè)牙掌上對(duì)應(yīng)設(shè)置噴嘴9，各個(gè)牙輪上設(shè)置很多切削齒5，在鉆頭I上部設(shè)有一個(gè)柄部11與鉆桿相連接。其中，牙掌2通過其下端的軸頸7與牙輪4相連，在牙掌軸頸7與牙輪4內(nèi)孔之間設(shè)置滾柱體6形成滾動(dòng)軸承副，軸承副內(nèi)部設(shè)置有鋼球12，防止牙輪4從牙掌軸頸7上脫落。在軸承副上設(shè)有第一密封圈3a與第二密封圈3b形成密封腔37，其中，第一密封圈3a設(shè)置在牙輪4的內(nèi)周面上，第二密封圈3b設(shè)置在牙輪4的內(nèi)端面。牙掌2上設(shè)置潤(rùn)滑劑補(bǔ)償裝置20 (如圖2、3、8所示)和壓力平衡裝置30。
[0029]所述壓力平衡裝置包括設(shè)置在牙掌2下部靠近軸頸7的傳壓孔，傳壓孔為內(nèi)小外大的臺(tái)階孔，傳壓孔的下部中心開設(shè)小導(dǎo)油孔36與密封腔37相導(dǎo)通，傳壓孔中由內(nèi)而外依次安設(shè)有小儲(chǔ)油囊34、小油杯33、小壓蓋32，小擋圈31，在小壓蓋32的中心開設(shè)有油孔使小儲(chǔ)油囊的外側(cè)與傳壓孔相連通，小儲(chǔ)油囊內(nèi)側(cè)通過小導(dǎo)油孔36與密封腔37連通。
[0030]本實(shí)施例中，小儲(chǔ)油囊34為彈性材料制作而成，其為一端開口，另一端為封閉的杯狀小儲(chǔ)油囊，在小油杯33和傳壓孔的下部?jī)?nèi)分別設(shè)置用于容納小儲(chǔ)油囊的上油腔35a和下油腔35b。在小儲(chǔ)油囊34的開口端設(shè)有向外翻的凸緣，小壓蓋32通過小油杯33將小儲(chǔ)油囊34的外凸緣壓裝在傳壓孔的臺(tái)階孔處。在牙掌2上位于傳壓孔的下端開設(shè)有小注油孔38，使小注油孔38與小儲(chǔ)油囊34的內(nèi)側(cè)連通，在小注油孔38上配設(shè)有小堵頭39。
[0031]在壓力平衡裝置內(nèi)部注滿潤(rùn)滑劑。通過小注油孔38注油，使小注油孔38、小儲(chǔ)油囊34、密封腔37內(nèi)注滿潤(rùn)滑油，并且在注入潤(rùn)滑油之前進(jìn)行抽真空處理，要求在內(nèi)部注滿潤(rùn)滑劑之前的壓強(qiáng)小于50帕。
[0032]本實(shí)用新型的工作原理為:當(dāng)軸承內(nèi)部N的壓力Pb低于軸承外部W的壓力Pm時(shí)，小油囊34被推向密封腔37，密封腔37的內(nèi)部壓力隨之增大，最終達(dá)到第二密封圈3b的內(nèi)部壓力Pq與外部壓力Pm相等，避免泥漿和巖肩通過第二密封圈3b進(jìn)入密封腔37 ;當(dāng)軸承內(nèi)部N的壓力Pb高于軸承外部W的壓力Pm時(shí)，小油囊34被推向壓蓋32，密封腔37的內(nèi)部壓力隨之減小，最終達(dá)到第二密封圈3b的內(nèi)部壓力Pq與外部壓力Pm相等；避免密封腔37里的潤(rùn)滑油從第二密封圈3b向外泄露。
[0033]實(shí)施例二:
[0034]如圖6、7所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于:兩組密封圈的位置不同以及小導(dǎo)油孔36開設(shè)的位置不同，本實(shí)施例中，兩組密封圈3a、3b均設(shè)置在牙輪4內(nèi)孔的內(nèi)周面，小導(dǎo)油孔36設(shè)置在傳壓孔的偏心位置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，它包括有牙輪和牙掌，牙掌通過其下端的軸頸與牙輪內(nèi)孔相配合形成一個(gè)軸承副，在牙掌上設(shè)置有潤(rùn)滑劑補(bǔ)償裝置與軸承副相連通，其特征在于在牙輪內(nèi)孔設(shè)置有兩組密封圈與軸頸相配置形成密封腔，在牙掌上設(shè)置有壓力平衡裝置與密封腔相連通，所述壓力平衡裝置靠近密封腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，其特征在于所述壓力平衡裝置包括設(shè)置在牙掌下部靠近軸頸的傳壓孔，傳壓孔的下部通過小導(dǎo)油孔與密封腔相導(dǎo)通，傳壓孔中由內(nèi)而外依次安設(shè)有小儲(chǔ)油囊、小油杯、小壓蓋，小儲(chǔ)油囊的外側(cè)與傳壓孔相連通，內(nèi)側(cè)與密封腔相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，其特征在于所述小儲(chǔ)油囊為一端開口，另一端為封閉的杯狀小儲(chǔ)油囊，在小油杯和傳壓孔的下部?jī)?nèi)分別設(shè)置用于容納小儲(chǔ)油囊的上油腔和下油腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，其特征在于所述傳壓孔為內(nèi)小外大的臺(tái)階孔，小儲(chǔ)油囊的開口端設(shè)有向外翻的凸緣，所述壓蓋通過小油杯將小儲(chǔ)油囊的外凸緣壓裝在傳壓孔的臺(tái)階孔處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，其特征在于在牙掌上設(shè)置有小注油孔與小儲(chǔ)油囊的內(nèi)側(cè)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，其特征在于，所述小儲(chǔ)油囊由彈性材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，其特征在于，牙輪內(nèi)孔設(shè)置的兩組密封圈均設(shè)置在牙輪內(nèi)孔的內(nèi)周面，小導(dǎo)油孔偏心設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，其特征在于，牙輪內(nèi)孔設(shè)置的兩組密封圈中，一組設(shè)置在牙輪內(nèi)孔的內(nèi)周面，另一組設(shè)置在牙輪的內(nèi)端面，小導(dǎo)油孔設(shè)置在傳壓孔的中心位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，其特征在于，在壓力平衡裝置內(nèi)部注滿潤(rùn)滑劑，壓力平衡裝置在內(nèi)部注滿潤(rùn)滑劑之前的壓強(qiáng)小于50帕。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種牙輪鉆頭的密封壓力平衡系統(tǒng)，它包括有牙輪和牙掌，牙掌通過其下端的軸頸與牙輪內(nèi)孔相配合形成一個(gè)軸承副，在牙掌上設(shè)置有潤(rùn)滑劑補(bǔ)償裝置與軸承副相連通，其特征在于在牙輪內(nèi)孔設(shè)置有兩組密封圈與軸頸相配置形成密封腔，在牙掌上設(shè)置有壓力平衡裝置與密封腔相連通，所述壓力平衡裝置靠近密封腔。本實(shí)用新型中設(shè)置的壓力平衡裝置離軸承密封圈近，對(duì)軸承內(nèi)外的壓力變化反映靈敏，使軸承腔內(nèi)潤(rùn)滑劑壓力與外界鉆井液壓力接近，能有效并快速平衡軸承內(nèi)外部的壓力變化，避免軸承副內(nèi)部的潤(rùn)滑劑向外泄露，同時(shí)避免外部泥漿進(jìn)入軸承內(nèi)部，從而達(dá)到提高牙輪鉆頭軸承壽命、降低鉆井工程風(fēng)險(xiǎn)的目的。
【IPC分類】E21B10-43
【公開號(hào)】CN204492665
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520159211
【發(fā)明人】蔡永忠, 李書亮, 王海峽, 楊東澤, 胡小飛
【申請(qǐng)人】江漢石油鉆頭股份有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日