专利名称：软地层边齿保径扩孔器的制作方法
技术领域：
软地层边齿保径扩孔器技术领域[0001]本实用新型属于地质钻进工具，尤其涉及一种软地层边齿保径扩孔器。
技术背景[0002]随着流体介质管道输送事业的发展，穿越河流、湖泊、公路、铁路甚至山脉的 输送管道孔的钻进和扩钻作业在逐步增多，穿越扩孔器的使用越发频繁。扩孔器切削单 元的主要结构是牙轮和牙掌部分，牙轮孔和牙掌轴所形成轴承的密封效果，直接影响扩 孔器的使用寿命。一种现有技术的扩孔器，它的牙掌掌背靠近所扩孔的孔壁。由于扩孔 器的扩孔作业一般为水平或接近水平的作业形式，大量泥沙和岩屑沉积在孔道下部，对 掌背的研磨和冲蚀都很严重，当掌背磨损到某程度时，将破坏轴承的密封装置，使轴承 密封失效。密封失效后，泥浆携带岩屑等杂质进入轴承密封腔，轴承将严重磨损而不能 正常工作，有时可能产生掉轮事故。因此，提高扩孔器的使用寿命，首先至关重要的是 提高切削单元的使用寿命，而密封装置是重中之重。保护好密封装置的因素之一是要保 护好牙掌掌背。采用一种新的形式，使牙掌掌背不受或少受岩屑的研磨，延长密封装置 的使用寿命，进而延长扩孔器的使用寿命是非常必要的。实用新型内容[0003]本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种软地层边齿保径扩 孔器，通过改变扩孔器切削单元牙掌的设置形式，实现间接保护牙掌掌背的目的。[0004]本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案一种软地层边齿保径扩孔器, 主要由扩孔器本体和包括牙轮、牙轮座的牙轮组件构成，所述扩孔器本体主要由两端设 有钻杆接头螺纹的本体芯轴、环板、主板、前导向板、后导向板、径向水管、倾斜水管 构成，所述前导向板、环板、主板、后导向板自前往后依次固接在本体芯轴上，所述主 板上圆周上均勻分布不少于三个的牙轮座镶装孔，所述径向水管置于前导向板后方并径 向贯穿本体芯轴，所述倾斜水管置于主板前侧的牙轮组件之间并径向贯穿本体芯轴，所 述牙轮座通过牙轮座镶装孔与扩孔器本体固接成整体，其特征是所述牙轮组件的牙轮 上保径齿和切削齿，牙轮内孔设有定位钢球跑道槽和滚柱跑道槽，所述牙轮座上设有塞 销孔，所述塞销孔内装有定位钢球及塞销，所述滚柱跑道槽内置有轴承滚柱，所述牙轮 通过与定位钢球跑道槽触接的定位钢球与牙轮座轴向连接。[0005]所述径向水管和倾斜水管内镶装水眼或无中心孔的水堵。[0006]所述径向水管和倾斜水管顶部设有挡圈槽，挡圈槽内设有水眼挡圈，所述挡圈 槽下方设有环形密封槽，密封槽中置有密封圈，密封圈套装在水眼或水堵外圆上。[0007]所述牙轮座与牙轮之间构成轴承腔，其结合部设有密封圈。[0008]所述牙轮上镶有硬质合金保径齿和硬质合金切削齿或保径齿体及切削齿体表面 覆焊耐磨合金层。[0009]有益效果使用牙轮的保径齿保径，它的保径面可以任意延长，增强保径效果；采用可换式牙轮组件，当牙轮组件由于磨损等原因失效后，可重复使用扩孔器本 体，仅换用牙轮组件新品即可继续使用；采用的牙轮组件，其牙轮分为数级直径等级， 在同一规格扩孔器本体的个体上，分别使用不同直径等级的牙轮组件，可完成不同直径 级别的扩孔作业。牙轮组件用牙轮座替代掌背，不存在掌背和掌尖，避免孔壁底部的岩 屑和泥沙所造成的危害，间接保护了牙轮组件轴承的密封系统。
[0010]图1为本实用新型的整体结构；[0011]图2是本实用新型的端面视图；[0012]图3是本实用新型本体的结构图；[0013]图4是本实用新型其中一组牙轮组件和部分本体的剖面图；[0014]图5是本实用新型牙轮组件的结构图；[0015]图6是本实用新型中水眼的结构图。[0016]图中11、本体芯轴，12、前导向板，13、环板，14、主板，140、牙轮座镶装 孔，15、后导向板，16、径向水管，17、倾斜水管，21、牙轮，211、保径齿，212、切 削齿，213、定位钢球跑道槽，214、滚柱跑道槽，22牙轮座，23定位钢球，M轴承滚 柱，25轴承密封圈，沈塞销，222、塞销孔，31水眼，32水眼挡圈，32_1、挡圈槽，33 密封圈，33-1、密封槽。
具体实施方式
[0017]
以下结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式
。如图所示， 一种软地层边齿保径扩孔器，包括扩孔器本体40和由牙轮、牙轮座构成的牙轮组件，所 述扩孔器本体主要由两端设有钻杆接头螺纹的本体芯轴11、环板13、主板14、前导向板 12、后导向板15、径向水管16、倾斜水管17构成，所述前导向板、环板、主板、后导 向板自前往后依次固接在本体芯轴上，所述主板上圆周上均勻分布不少于三个的牙轮座 镶装孔140，所述径向水管置于前导向板后方并径向贯穿本体芯轴，所述倾斜水管置于主 板前侧的牙轮组件之间并径向贯穿本体芯轴，所述牙轮座通过牙轮座镶装孔与扩孔器本 体固接成整体。所述径向水管和倾斜水管内镶装水眼31或无中心孔的水堵。水眼为泥 浆提供通路，用以清洗牙轮和携带岩屑排出作业孔。根据水力需要，可在部分水管内装 置水堵，调整水力方向，使水力在扩孔作业中发挥其应有的作用。所述径向水管和倾斜 水管顶部设有挡圈槽32-1，挡圈槽内设有水眼挡圈32，所述挡圈槽下方设有环形密封槽 33-1，密封槽中置有密封圈33，密封圈套装在水眼或水堵外圆上。前导向板12由数件 构成，钻进时申进导向孔，既起导向作用，又能稳定牙轮工作。环板13同时稳固前导向 板12和径向水管16。后导向板15同样由数件构成，专为扩孔器倒进时作导向，同时稳 固主板14和倾斜水管17。径向水管16和倾斜水管17可根据不同水力需要，镶装水眼 31或水堵。水堵同水眼外形一致，但无中心孔。密封圈33装在各类水管预设的环形槽 内，它在水管内壁与水眼或水堵外缘形成静密封，防止泥浆在其间泄漏。挡圈32装在水 管顶部的挡圈槽内，用于固定水眼31或水堵。水眼为泥浆提供通路，用以清洗牙轮和携 带岩屑排出作业孔。根据水力需要，可在部分水管内装置水堵，调整水力方向，使水力在扩孔作业中发挥其应有的作用。[0018]所述牙轮组件的牙轮21上镶有硬质合金保径齿211和硬质合金切削齿212，牙 轮内孔设有定位钢球跑道槽213和滚柱跑道槽214，所述牙轮座上设有塞销孔沈-1，所述 塞销孔内装有定位钢球23及塞销沈，塞销用来定位钢球，所述滚柱跑道槽内置有轴承滚 柱对，所述牙轮通过与定位钢球跑道槽触接的定位钢球与牙轮座22轴向连接。定位钢 球为牙轮和牙轮座定位，牙轮座装入轮座孔后，再用电弧焊焊牢。所述牙轮座与牙轮之 间构成轴承腔，其结合部设有轴承密封圈25。轴承密封圈为牙轮和牙轮座的轴承提供有 润滑油脂存在的密封腔。本体芯轴是中心轴，其两端设置钻杆接头螺纹，根据需要可设 置成公螺纹或母螺纹，用于作业时连接钻杆。牙轮轴线与扩孔器本体轴线平行，因此牙 轮的边齿是整体扩孔器的最大外径。牙轮边齿在牙轮的最大外径决定了扩孔直径。当牙 轮组件由于磨损等原因失效后，可将牙轮座用电弧切割等方法脱离扩孔器本体后，重新 焊好牙轮组件新品，继续使用，扩孔器本体可重复使用。切削齿是扩孔器的主要切削元 件，而保径齿是对扩孔直径提供保障，并起到辅助切削作用。牙轮组件组装时，先将轴 承滚柱M装入滚柱跑道槽214，装好轴承密封圈25，牙轮座22装入后，通过塞销孔222 装入定位钢球23，塞销沈装入塞销孔222并焊牢后，即锁定了定位钢球23在其跑道内。 定位钢球23装入后，锁定了牙轮21与牙轮座22的轴向位置。密封圈25为牙轮孔和牙 轮座轴等构成的轴承腔提供密封作用，它将装有润滑油脂的轴承腔与外部泥浆隔开，保 障轴承在良好润滑的条件下正常工作。保径齿在牙轮的最大直径决定了扩孔器的扩孔直 径，改变保径齿在牙轮的最大直径便能改变扩孔直径，换言之，改变牙轮整体的最大直 径，便能改变扩孔直径，因此，可做成不同直径等级的牙轮，利用同一本体，实现多级 扩孔。输送管道孔是在较小直径预钻孔的基础上逐级扩钻而成的，当完成一级扩钻后， 如果牙轮组件失效或基本失效，可拆下牙轮组件，继续使用现有扩孔器本体，装好并焊 牢较大直径级别的牙轮，进行下一级扩孔作业。所述牙轮上镶有硬质合金保径齿和硬质 合金切削齿或保径齿体及切削齿体表面覆焊耐磨合金层。[0019]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构作任 何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。
权利要求1.一种软地层边齿保径扩孔器，主要由扩孔器本体和包括牙轮、牙轮座的牙轮组件 构成，所述扩孔器本体主要由两端设有钻杆接头螺纹的本体芯轴、环板、主板、前导向 板、后导向板、径向水管、倾斜水管构成，所述前导向板、环板、主板、后导向板自前 往后依次固接在本体芯轴上，所述主板上圆周上均勻分布不少于三个的牙轮座镶装孔， 所述径向水管置于前导向板后方并径向贯穿本体芯轴，所述倾斜水管置于主板前侧的牙 轮组件之间并径向贯穿本体芯轴，所述牙轮座通过牙轮座镶装孔与扩孔器本体固接成整 体，其特征是所述牙轮组件的牙轮上保径齿和切削齿，牙轮内孔设有定位钢球跑道槽 和滚柱跑道槽，所述牙轮座上设有塞销孔，所述塞销孔内装有定位钢球及塞销，所述滚 柱跑道槽内置有轴承滚柱，所述牙轮通过与定位钢球跑道槽触接的定位钢球与牙轮座轴 向连接。
2.根据权利要求1所述的软地层边齿保径扩孔器，其特征是所述径向水管和倾斜 水管内镶装水眼或无中心孔的水堵。
3.根据权利要求1或2所述的软地层边齿保径扩孔器，其特征是所述径向水管和倾 斜水管顶部设有挡圈槽，挡圈槽内设有水眼挡圈，所述挡圈槽下方设有环形密封槽，密 封槽中置有密封圈，密封圈套装在水眼或水堵外圆上。
4.根据权利要求1所述的软地层边齿保径扩孔器，其特征是所述牙轮座与牙轮之 间构成轴承腔，其结合部设有密封圈。
5.根据权利要求1所述的软地层边齿保径扩孔器，其特征是所述牙轮上镶有硬质 合金保径齿和硬质合金切削齿或保径齿体及切削齿体表面覆焊耐磨合金层。
专利摘要本实用新型涉及一种软地层边齿保径扩孔器,其特征是主要由扩孔器本体和包括牙轮、牙轮座的牙轮组件构成，扩孔器本体主要由两端设有钻杆接头螺纹的本体芯轴、环板、主板、前导向板、后导向板、径向水管、倾斜水管构成，前导向板、环板、主板、后导向板自前往后依次固接在本体芯轴上，主板上圆周上均匀分布不少于三个的牙轮座镶装孔，径向水管置于前导向板后方并径向贯穿本体芯轴，倾斜水管置于主板前侧的牙轮组件之间并径向贯穿本体芯轴。有益效果采用可换式牙轮组件，仅换用牙轮组件新品即可继续使用；牙轮组件用牙轮座替代掌背，避免孔壁底部的岩屑和泥沙所造成的危害，间接保护了牙轮组件轴承的密封系统。
文档编号E21B10/16GK201810214SQ201020566050
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者刘子洲 申请人:天津立林钻头有限公司