专利名称：耐磨边齿保径扩孔器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于地质钻进工具，尤其涉及一种耐磨边齿保径扩孔器。
背景技术：
随着石油钻井事业的发展，作为其主要钻井工具之一的扩孔器的使用寿命在施工 中起到了至关重要的作用。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。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种耐磨边齿保径扩孔器， 通过减小牙轮组件中的牙轮和牙轮座之间的摩擦力以及提高牙轮和牙轮座间的密封性，进 而延长扩孔器的寿命。本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案一种耐磨边齿保径扩孔器，主要 由扩孔器本体以及包括牙轮座和牙轮的牙轮组件构成，所述牙轮座与扩孔器本体固接成整 体，其特征是所述牙轮或压轮座上对应位置分别设有凹槽，所述锁凹槽闭合构成锁紧钢球 跑道槽，锁紧钢球跑道槽中置有锁紧钢球，所述牙轮套装于牙轮座上，并通过锁紧钢球与牙 轮座轴向锁紧。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设有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。所述径向水管和倾斜水管内镶装水眼或无中心孔的水堵。所述牙轮组件的牙轮上镶有硬质合金保径齿和硬质合金切削齿。所述牙轮座与牙轮之间构成轴承腔，其结合部设有密封圈。有益效果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。压掌座与牙轮之间为滑动摩 擦，通过锁紧钢球将二者锁紧，降低了牙轮与牙轮座间的摩擦力。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。
图1是本实用新型牙轮组件的结构图；图2为本实用新型的整体结构；图3是本实用新型的端面视图；图4是本实用新型本体的结构图；图5是本实用新型其中一组牙轮组件和部分本体的剖面图；图6是本实用新型中水眼的结构图。图中11、本体芯轴，110、钻杆接头螺纹，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、锁紧钢球跑道槽，22、牙轮座，23、锁紧钢球，24、凹槽，25、轴承密封圈，26、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
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 种耐磨边齿保径扩孔器，包括扩孔器本体和由牙轮21、牙轮座22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110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 牙轮或压轮座上对应位置分别设有凹槽24，凹槽设置在牙轮座的阶梯轴大轴靠上的位置， 所述锁凹槽闭合构成锁紧钢球跑道槽213，锁紧钢球跑道槽中置有锁紧钢球23，所述牙轮 套装于牙轮座上，并通过锁紧钢球与牙轮座轴向锁紧。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水 眼挡圈32，所述挡圈槽32-1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。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。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 的内孔设有锁紧钢球跑道槽213，所述牙轮座上设有塞销孔222，所述塞销孔内装有锁紧钢 球23及塞销沈，塞销用来锁紧钢球，所述牙轮通过与锁紧钢球跑道槽触接的锁紧钢球与牙 轮座22轴向连接。锁紧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，先装好密封圈25，牙轮座22装入后，通过塞销孔222装入锁紧钢 球23，塞销沈装入塞销孔222并焊牢后，即锁定了锁紧钢球23在其跑道内。锁紧钢球23 装入后，锁定了牙轮21与牙轮座22的轴向位置。密封圈25为牙轮和牙轮座构成的轴承腔 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。
权利要求1.一种耐磨边齿保径扩孔器，主要由扩孔器本体以及包括牙轮座和牙轮的牙轮组件构 成，所述牙轮座与扩孔器本体固接成整体，其特征是所述牙轮或压轮座上对应位置分别设 有凹槽，所述锁凹槽闭合构成锁紧钢球跑道槽，锁紧钢球跑道槽中置有锁紧钢球，所述牙轮 套装于牙轮座上，并通过锁紧钢球与牙轮座轴向锁紧。
2.根据权利要求1所述的耐磨边齿保径扩孔器，其特征是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 上均勻设有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。
3.根据权利要求2所述的耐磨边齿保径扩孔器，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。
4.根据权利要求1或2所述的耐磨边齿保径扩孔器，其特征是所述牙轮组件的牙轮 上镶有硬质合金保径齿和硬质合金切削齿。
5.根据权利要求4所述的耐磨边齿保径扩孔器，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。
专利摘要本实用新型属于地质钻进工具，尤其涉及一种耐磨边齿保径扩孔器，主要由扩孔器本体和包括牙轮座和牙轮的牙轮组件构成，所述牙轮座与扩孔器本体固接成整体，其特征是所述牙轮或压轮座上对应位置分别设有凹槽，所述锁凹槽闭合构成锁紧钢球跑道槽，锁紧钢球跑道槽中置有锁紧钢球，所述牙轮套装于牙轮座上，并通过锁紧钢球与牙轮座轴向锁紧。有益效果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。压掌座与牙轮之间为滑动摩擦，通过锁紧钢球将二者锁紧，降低了牙轮与牙轮座间的摩擦力。
文档编号E21B10/22GK201934026SQ20112005471
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者刘子洲 申请人:天津立林钻头有限公司