一种具有螺旋润滑槽浮动套轴承的牙轮钻头的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及用于石油、天然气钻探的一种具有螺旋润滑槽浮动套轴承的牙轮钻头，它主要由储油室，泥浆喷嘴，O型密封圈，外表面螺旋润滑槽，浮动套，牙轮防掉钢球，牙爪，内表面螺旋润滑槽，牙轮，牙齿组成。浮动套是装配在牙轮和牙爪大轴颈之间；浮动套的外表面均匀分布有2～8条螺旋线型的外表面螺旋润滑槽，浮动套的内表面均匀分布有2～8螺旋线型的内表面螺旋润滑槽，浮动套上的内表面螺旋润滑槽与外表面螺旋润滑槽是相互交错布置设计；采用螺旋线型的设计是为了储存更多的润滑剂。本实用新型提高浮动套轴承的润滑能力和工作的稳定性；浮动套处于浮动工作状态，进而提高牙轮钻头的使用寿命，提高生产效率。
【专利说明】
一种具有螺旋润滑槽浮动套轴承的牙轮钻头
技术领域
[0001]本实用新型涉及用于石油、天然气钻探的一种具有螺旋润滑槽浮动套轴承的牙轮钻头，属于石油、天然气钻探的装置技术领域。
【背景技术】
[0002]牙轮钻头作为钻井作业中一种主要的破岩工具，它的使用寿命主要取决于滑动轴承的寿命。对牙轮钻头轴承系统进行受力分析可知，牙轮钻头的大轴颈承受了较大的径向力，小轴颈和止推面承受较小的载荷。滑动轴承作为牙轮钻头设计中关键的部件，将直接影响整个钻头的性能。而具有浮动套的滑动轴承是一种新型的滑动轴承，浮动套装配在大轴颈处，将原来的一个转动摩擦副变为两个转动摩擦副，降低了轴颈与牙轮之间的相对滑动速度。由摩擦学原理可知，滑动轴承的摩擦功率损失随摩擦面之间的相对滑动速度的平方变化，与摩擦面的接触面积成线性变化;故在其他参数不变的情况下，浮动套的使用增加了滑动轴承摩擦面的接触面积，延长了滑动轴承的使用寿命。虽然浮动套滑动轴承牙轮钻头相比于一般的滑动轴承牙轮钻头具有更好的使用前景，但仍然存在着一些不足。由于浮动套处于时而转动时而不转动的不良运动状态，不能实现滑动轴承的连续液体动力润滑，以及在其它因素的综合作用下，使得浮动套不能实现平稳的转动，浮动套滑动轴承没能发挥出应有的效果。如何改善浮动套滑动轴承的润滑效果，改善浮动套运动的稳定性，这将是以后研究的重点。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种具有螺旋润滑槽浮动套轴承的牙轮钻头，能够有效改善浮动套润滑效果，对于延长牙轮钻头滑动轴承的使用寿命有着积极的意义。
[0004]本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]本实用新型一种具有螺旋润滑槽浮动套轴承的牙轮钻头，主要由储油室，泥浆喷嘴，O型密封圈，外表面螺旋润滑槽，浮动套，牙轮防掉钢球，牙爪，内表面螺旋润滑槽，牙轮，牙齿组成。所述浮动套的外表面装配在牙轮的内孔之中，浮动套的内表面装配装配在牙爪的大轴颈;浮动套是装配在牙轮和牙爪大轴颈之间；浮动套的外表面均匀分布有2?8条螺旋线型的外表面螺旋润滑槽，浮动套的内表面均匀分布有2?8螺旋线型的内表面螺旋润滑槽，浮动套上的内表面螺旋润滑槽与外表面螺旋润滑槽是相互交错布置设计。采用螺旋线型的设计是为了储存更多的润滑剂;在平稳工作时，浮动套可以形成多个油楔，随着转速的不断提高，卷吸更多的润滑剂进入接触面;多个油楔油膜共同作用，使得浮动套轴承处于连续的流体动压润滑，提高浮动套轴承的润滑效果。并对浮动套进行TiAlN镀膜处理，可以进一步提高浮动套轴承的承载能力和耐磨损，减小由于开槽对浮动套强度的影响。
[0006]所述浮动套上的螺旋润滑槽不仅限于单一截面形状，也可以是多种截面形状的组合;当具有微小颗粒进入轴承系统时，微颗粒也可以顺利通过螺旋润滑槽，不至于引起磨粒在轴承表面的快速富集，进而引起磨粒磨损。
[0007]具有螺旋润滑槽的浮动套轴承的几何尺寸和初始装配间隙可以根据实际工况选择，这样可使得具有螺旋润滑槽的浮动套轴承更加具有适应性，取得更好的使用效果。
[0008]本实用新型的优点及有益效果:1、提高浮动套轴承的润滑能力和工作的稳定性，使之处于一种稳定的液体动压润滑状态;2、浮动套处于浮动工作状态，进而提高牙轮钻头的使用寿命，提高生产效率。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型一种具有螺旋润滑槽浮动套轴承的牙轮钻头结构的示意图。
[0010]图2为本实用新型牙爪结构的示意图。
[0011 ]图3为本实用新型浮动套矩形螺旋润滑槽。
[0012]图4为本实用新型浮动套椭圆螺旋润滑槽。
[0013]图5为本实用新型浮动套梯形螺旋润滑槽。
[0014]图中:1.储油室，2.泥浆喷嘴，3.0型密封圈，4.外表面螺旋润滑槽，5.浮动套，6.牙轮防掉钢球，7.牙爪，8.内表面螺旋润滑槽，9.牙轮，1.牙齿。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进一步说明。
[0016]如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型一种具有螺旋润滑槽浮动套轴承的牙轮钻头，主要由储油室I，泥浆喷嘴2，0型密封圈3，外表面螺旋润滑槽4，浮动套5，牙轮防掉钢球6，牙爪7，内表面螺旋润滑槽8，牙轮9，牙齿10组成。所述浮动套5是装配在牙轮9和牙爪7大轴颈之间;浮动套5的外表面均匀分布有2?8条螺旋线型的外表面螺旋润滑槽4，浮动套5的内表面均匀分布有2?8螺旋线型的内表面螺旋润滑槽8，浮动套5上的内表面螺旋润滑槽8与外表面螺旋润滑槽4是相互交错布置设计。螺旋润滑槽采用螺旋线型的设计是为了储存更多的润滑剂。在平稳工作时，浮动套的内外面可以形成多个油楔；随着转速的不断提高，卷吸更多的润滑剂进入接触面，多个油楔油膜共同作用，使得浮动套轴承处于连续的流体动压润滑;并对浮动套进行TiAlN镀膜处理，可以进一步提高浮动套轴承的承载能力和耐磨损，减小由于开槽带来的强度影响。
[0017]如图3、图4、图5所示，内表面螺旋润滑槽8与外表面螺旋润滑槽4的截面形状可以设计成矩形、椭圆或梯形。其螺旋角度为5°?60°，并在浮动套5内外表面进行TiAlN镀膜处理。
【主权项】
1.一种具有螺旋润滑槽浮动套轴承的牙轮钻头，主要由储油室(I)，泥浆喷嘴(2)，0型密封圈(3)，外表面螺旋润滑槽(4)，浮动套(5)，牙轮防掉钢球(6)，牙爪(7)，内表面螺旋润滑槽(8)，牙轮(9)，牙齿(10)组成，其特征在于:所述浮动套(5)是装配在牙轮(9)和牙爪(7)大轴颈之间；浮动套(5)的外表面均匀分布有2?8条螺旋线型的外表面螺旋润滑槽(4)，浮动套(5)的内表面均匀分布有2?8螺旋线型的内表面螺旋润滑槽(8)，浮动套(5)上的内表面螺旋润滑槽(8)与外表面螺旋润滑槽(4)是相互交错布置设计。2.根据权利要求1所述的一种具有螺旋润滑槽浮动套轴承的牙轮钻头，其特征在于:内表面螺旋润滑槽(8)与外表面螺旋润滑槽(4)的截面形状可以设计成矩形、椭圆或梯形;其螺旋角度为5°?60°，并在浮动套(5)内外表面进行TiAlN镀膜处理。
【文档编号】E21B10/08GK205477372SQ201620006529
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月4日
【发明人】何畏, 陈洋, 贺军超, 沈平生, 黄帅, 胡艺耀
【申请人】西南石油大学