专利名称：一种牙轮钻头轴承的滚动止推装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻井工具技术领域，特别涉及一种牙轮钻头轴承的滚动止推装置。
背景技术：
随着石油钻井事业的发展，作为其主要钻进工具之一的牙轮钻头，提高使用寿命 和钻进效率势在必行。目前使用的牙轮钻头，使用寿命较短，其主要原因之一就是轴承发热 量大，磨损严重，导致钻头早期失效。轴承的发热量来自诸多方面，轴向止推面的滑动摩擦 是其中原因之一，牙轮钻头在钻进过程中，钻压的加入和被钻进底层的反作用力，使牙轮和 牙掌的两止推面之间产生极大的摩擦力，使其不仅发热量大，而且磨损严重，很大程度上制 约着轴承寿命的延长。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种牙轮钻头轴承的滚动止推装置，减小 轴向止推面的摩擦，延长牙轮钻头轴承的使用寿命。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案这种牙轮钻头轴承的滚动止推装 置是在牙轮和牙掌止推面之间设置止推钢球组，所述止推钢球组的径向位置控制在一钢球跑 道内；所述的钢球跑道设置在牙轮上，或者设置在牙掌上，或者同时设置在牙轮和牙掌上。本实用新型的有益效果是本实用新型提供的牙轮钻头轴承的滚动止推装置，其 特征在于，在牙轮孔或牙掌轴或同时设置滚动止推钢球组跑道，在跑道内装入滚动止推钢 球组。牙轮钻头工作时，来自钻进的压力和钻进地层的反作用力，被加在牙轮孔和牙掌轴的 止推面之间的滚动止推钢球上，当牙轮对牙掌轴相对转动时，钢球在牙轮孔和牙掌轴的止 推面之间形成滚动，避免了传统滑动摩擦带来的磨损和其所产生的发热量，可有效的延长 轴承使用寿命，进而延长了牙轮钻头的使用寿命。在牙轮钻头的钻进工作中，牙轮的转动是 被动的，它是通过牙轮钻头的整体旋转，使牙轮在所钻地层随牙轮钻头旋转，同时使轮齿对 地层产生磨擦，使牙轮对牙掌轴产生相对旋转。由于传统牙轮钻头的牙轮孔和牙掌轴的止 推面为滑动摩擦，摩擦系数大，对牙轮本身的转动不利，在某些粘性岩屑中容易造成泥包现 象，影响钻进速度，严重时不能钻进而起钻。本实用新型的滚动止推钢球加入后，使牙轮转 动灵活，阻止岩屑滞留在牙轮体上，可有效地避免泥包的产生。本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐 述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或 者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说 明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
图1是传统牙轮钻头滑动式止推面的剖面图；图2是将止推钢球跑道设置在牙轮孔上的剖面图；图3是将止推钢球跑道设置在牙掌轴上的剖面图；图4是将止推钢球跑道 同时设置在牙轮孔和牙掌轴上的剖面图。图中，1是牙轮，11是牙轮锁紧钢球跑道，12是牙轮止推面，13是牙轮切削齿，2是 牙掌轴，21是牙掌锁紧钢球跑道，22是牙掌止推面，23是塞销孔，3是止推钢球组，31是止推 钢球跑道，32是牙轮和牙掌轴台阶面之间的间隙，4是锁紧钢球组，5是“0”形密封圈，6是 塞销，102是传统滑动配合的止推面。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。为了更好地理解本实用新型方案，有必要对传统滑动配合止推面的牙轮钻头作简 要介绍。图1是传统牙轮钻头滑动式止推面的剖面图，如图1所示，在牙轮1中装入“0”形 密封圈5后，与牙掌轴2组装，通过塞销孔23将锁紧钢球4装入牙轮锁紧钢球跑道11和牙 掌锁紧钢球跑道21之间，塞销6装入塞销孔23后焊牢，将锁紧钢球4限定在锁紧钢球跑道 11、21内。锁紧钢球4装入后，牙轮1和牙掌轴2的轴向位置即确定。由于锁紧钢球4在 跑道11、21内有一定的间隙量，止推面102便亦有间隙量。当牙轮钻头钻进时，来自箭头方 向的钻进力F施加在牙轮1上，钻头的旋转使切入地层的牙轮切削齿13对地层产生极大的 摩擦力，使牙轮1对牙掌轴2产生相对旋转，由于牙轮1的旋转便在止推面102产生滑动摩 擦。为了减小摩擦力，本实用新型在牙轮和牙掌止推面102之间设置了止推钢球跑道31和 止推钢球组3。如图2所示，在原作为止推面的牙轮和牙掌轴的台阶面之间留有一定的间隙32， 其间隙量是在止推钢球及其相应部位在一定的磨损量以后不接触为宜。本实用新型的滚动 止推装置是在牙轮和牙掌止推面之间设置止推钢球组，该止推钢球组包括若干止推钢球3， 所述止推钢球组的径向位置控制在一止推钢球跑道31内，本实施例中该止推钢球跑道31 设置在牙轮孔上。当来自箭头方向的钻进力F施加在牙轮1时，首先加在牙轮止推面12与 止推钢球3之间，然后通过止推钢球3传递，施加在止推钢球3与牙掌止推面22之间，当牙 轮1旋转时止推钢球3便在牙轮止推面12和牙掌止推面22之间滚动，使传统的滑动摩擦 变为滚动摩擦，摩擦系数大大降低，减少发热量，并使牙轮转动灵活。图3是本实用新型的另一种实施形式，如图3所示，实施时，将止推钢球跑道31设 置在牙掌轴的台阶面上。图4是本实用新型的又一种实施形式，如图4所示，实施时，将止 推钢球跑道31同时设置在牙轮孔和牙掌轴的台阶面上。图3和图4所示的这两种实施形 式与图2所示的实施形式尽管止推钢球跑道设置的位置不同，但达到的目的和效果相同。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域 普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用 新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求一种牙轮钻头轴承的滚动止推装置，其特征在于在牙轮和牙掌止推面之间设置止推钢球组，所述止推钢球组的径向位置控制在一钢球跑道内；所述的钢球跑道设置在牙轮上，或者设置在牙掌上，或者同时设置在牙轮和牙掌上。
专利摘要本实用新型公开了一种牙轮钻头轴承的滚动止推装置，其特征在于在牙轮和牙掌止推面之间设置止推钢球组，所述止推钢球组的径向位置控制在一钢球跑道内；所述的钢球跑道设置在牙轮上，或者设置在牙掌上，或者同时设置在牙轮和牙掌上；本实用新型减小了牙轮钻头轴承轴向止推面的摩擦，延长牙轮钻头轴承的使用寿命。
文档编号E21B10/22GK201747274SQ201020286870
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者刘子洲 申请人:天津立林石油机械有限公司