一種具有螺旋潤滑槽浮動套軸承的牙輪鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及用于石油、天然氣鉆探的一種具有螺旋潤滑槽浮動套軸承的牙輪鉆頭，它主要由儲油室，泥漿噴嘴，O型密封圈，外表面螺旋潤滑槽，浮動套，牙輪防掉鋼球，牙爪，內(nèi)表面螺旋潤滑槽，牙輪，牙齒組成。浮動套是裝配在牙輪和牙爪大軸頸之間；浮動套的外表面均勻分布有2～8條螺旋線型的外表面螺旋潤滑槽，浮動套的內(nèi)表面均勻分布有2～8螺旋線型的內(nèi)表面螺旋潤滑槽，浮動套上的內(nèi)表面螺旋潤滑槽與外表面螺旋潤滑槽是相互交錯布置設(shè)計；采用螺旋線型的設(shè)計是為了儲存更多的潤滑劑。本實用新型提高浮動套軸承的潤滑能力和工作的穩(wěn)定性；浮動套處于浮動工作狀態(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】
一種具有螺旋潤滑槽浮動套軸承的牙輪鉆頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及用于石油、天然氣鉆探的一種具有螺旋潤滑槽浮動套軸承的牙輪鉆頭，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軸承的壽命。對牙輪鉆頭軸承系統(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。滑動軸承作為牙輪鉆頭設(shè)計中關(guān)鍵的部件，將直接影響整個鉆頭的性能。而具有浮動套的滑動軸承是一種新型的滑動軸承，浮動套裝配在大軸頸處，將原來的一個轉(zhuǎn)動摩擦副變?yōu)閮蓚€轉(zhuǎn)動摩擦副，降低了軸頸與牙輪之間的相對滑動速度。由摩擦學(xué)原理可知，滑動軸承的摩擦功率損失隨摩擦面之間的相對滑動速度的平方變化，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，浮動套的使用增加了滑動軸承摩擦面的接觸面積，延長了滑動軸承的使用壽命。雖然浮動套滑動軸承牙輪鉆頭相比于一般的滑動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。由于浮動套處于時而轉(zhuǎn)動時而不轉(zhuǎn)動的不良運動狀態(tài)，不能實現(xiàn)滑動軸承的連續(xù)液體動力潤滑，以及在其它因素的綜合作用下，使得浮動套不能實現(xiàn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動，浮動套滑動軸承沒能發(fā)揮出應(yīng)有的效果。如何改善浮動套滑動軸承的潤滑效果，改善浮動套運動的穩(wěn)定性，這將是以后研究的重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實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滑槽浮動套軸承的牙輪鉆頭，能夠有效改善浮動套潤滑效果，對于延長牙輪鉆頭滑動軸承的使用壽命有著積極的意義。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]本實用新型一種具有螺旋潤滑槽浮動套軸承的牙輪鉆頭，主要由儲油室，泥漿噴嘴，O型密封圈，外表面螺旋潤滑槽，浮動套，牙輪防掉鋼球，牙爪，內(nèi)表面螺旋潤滑槽，牙輪，牙齒組成。所述浮動套的外表面裝配在牙輪的內(nèi)孔之中，浮動套的內(nèi)表面裝配裝配在牙爪的大軸頸;浮動套是裝配在牙輪和牙爪大軸頸之間；浮動套的外表面均勻分布有2?8條螺旋線型的外表面螺旋潤滑槽，浮動套的內(nèi)表面均勻分布有2?8螺旋線型的內(nèi)表面螺旋潤滑槽，浮動套上的內(nèi)表面螺旋潤滑槽與外表面螺旋潤滑槽是相互交錯布置設(shè)計。采用螺旋線型的設(shè)計是為了儲存更多的潤滑劑;在平穩(wěn)工作時，浮動套可以形成多個油楔，隨著轉(zhuǎn)速的不斷提高，卷吸更多的潤滑劑進(jìn)入接觸面;多個油楔油膜共同作用，使得浮動套軸承處于連續(xù)的流體動壓潤滑，提高浮動套軸承的潤滑效果。并對浮動套進(jìn)行TiAlN鍍膜處理，可以進(jìn)一步提高浮動套軸承的承載能力和耐磨損，減小由于開槽對浮動套強(qiáng)度的影響。
[0006]所述浮動套上的螺旋潤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，微顆粒也可以順利通過螺旋潤滑槽，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]具有螺旋潤滑槽的浮動套軸承的幾何尺寸和初始裝配間隙可以根據(jù)實際工況選擇，這樣可使得具有螺旋潤滑槽的浮動套軸承更加具有適應(yīng)性，取得更好的使用效果。
[0008]本實用新型的優(yōu)點及有益效果:1、提高浮動套軸承的潤滑能力和工作的穩(wěn)定性，使之處于一種穩(wěn)定的液體動壓潤滑狀態(tài);2、浮動套處于浮動工作狀態(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為本實用新型一種具有螺旋潤滑槽浮動套軸承的牙輪鉆頭結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0010]圖2為本實用新型牙爪結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0011 ]圖3為本實用新型浮動套矩形螺旋潤滑槽。
[0012]圖4為本實用新型浮動套橢圓螺旋潤滑槽。
[0013]圖5為本實用新型浮動套梯形螺旋潤滑槽。
[0014]圖中:1.儲油室，2.泥漿噴嘴，3.0型密封圈，4.外表面螺旋潤滑槽，5.浮動套，6.牙輪防掉鋼球，7.牙爪，8.內(nèi)表面螺旋潤滑槽，9.牙輪，1.牙齒。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實用新型一種具有螺旋潤滑槽浮動套軸承的牙輪鉆頭，主要由儲油室I，泥漿噴嘴2，0型密封圈3，外表面螺旋潤滑槽4，浮動套5，牙輪防掉鋼球6，牙爪7，內(nèi)表面螺旋潤滑槽8，牙輪9，牙齒10組成。所述浮動套5是裝配在牙輪9和牙爪7大軸頸之間;浮動套5的外表面均勻分布有2?8條螺旋線型的外表面螺旋潤滑槽4，浮動套5的內(nèi)表面均勻分布有2?8螺旋線型的內(nèi)表面螺旋潤滑槽8，浮動套5上的內(nèi)表面螺旋潤滑槽8與外表面螺旋潤滑槽4是相互交錯布置設(shè)計。螺旋潤滑槽采用螺旋線型的設(shè)計是為了儲存更多的潤滑劑。在平穩(wěn)工作時，浮動套的內(nèi)外面可以形成多個油楔；隨著轉(zhuǎn)速的不斷提高，卷吸更多的潤滑劑進(jìn)入接觸面，多個油楔油膜共同作用，使得浮動套軸承處于連續(xù)的流體動壓潤滑;并對浮動套進(jìn)行TiAlN鍍膜處理，可以進(jìn)一步提高浮動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)表面螺旋潤滑槽8與外表面螺旋潤滑槽4的截面形狀可以設(shè)計成矩形、橢圓或梯形。其螺旋角度為5°?60°，并在浮動套5內(nèi)外表面進(jìn)行TiAlN鍍膜處理。
【主權(quán)項】
1.一種具有螺旋潤滑槽浮動套軸承的牙輪鉆頭，主要由儲油室(I)，泥漿噴嘴(2)，0型密封圈(3)，外表面螺旋潤滑槽(4)，浮動套(5)，牙輪防掉鋼球(6)，牙爪(7)，內(nèi)表面螺旋潤滑槽(8)，牙輪(9)，牙齒(10)組成，其特征在于:所述浮動套(5)是裝配在牙輪(9)和牙爪(7)大軸頸之間；浮動套(5)的外表面均勻分布有2?8條螺旋線型的外表面螺旋潤滑槽(4)，浮動套(5)的內(nèi)表面均勻分布有2?8螺旋線型的內(nèi)表面螺旋潤滑槽(8)，浮動套(5)上的內(nèi)表面螺旋潤滑槽(8)與外表面螺旋潤滑槽(4)是相互交錯布置設(shè)計。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有螺旋潤滑槽浮動套軸承的牙輪鉆頭，其特征在于:內(nèi)表面螺旋潤滑槽(8)與外表面螺旋潤滑槽(4)的截面形狀可以設(shè)計成矩形、橢圓或梯形;其螺旋角度為5°?60°，并在浮動套(5)內(nèi)外表面進(jìn)行TiAlN鍍膜處理。
【文檔編號】E21B10/08GK205477372SQ201620006529
【公開日】2016年8月17日
【申請日】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
【申請人】西南石油大學(xué)