[实用新型]一种采用全浮动轴套超高速滚动储油密封轴承的牙轮钻头

说明书

技术领域

本实用新型属于岩石钻井用的牙轮钻头技术，具体涉及一种采用全浮动轴套超高速滚动储油密封轴承的牙轮钻头。

背景技术

在岩石钻井技术中，一般以三牙轮钻头为主要工具，国内外高转速钻井多采螺杆钻具和蜗轮钻具，钻头转速为300—600r/min，由于三牙轮钻头牙轮的转速是钻头转速的1.5倍，在超高转速下，牙轮转速可达到450—900r/min，因此，对钻头零件要求更高。三牙轮钻头适合采用滚动轴承，但是由于三牙轮钻头结构紧凑，导致其三个牙轮的轴承承载面积之和不及单牙轮钻头的二分之一，滚动轴承的滚柱在高钻压高转速条件下常常与轴颈产生接触疲劳损坏，使轴颈根部产生裂纹，之后成块状剥落，导致轴承失效，影响滚动轴承牙轮钻头推广应用。过去的工作只要是提高接触疲劳寿命，但收效甚微。

实用新型内容

针对现有技术存在的以上不足，本实用新型的目的在于提供一种设计完善、性能全面的一种采用全浮动轴套超高速滚动储油密封轴承的牙轮钻头。

为实现以上目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

一种采用全浮动轴套超高速滚动储油密封轴承的牙轮钻头，其特征在于，包括轮金属环、浮动环、O形橡胶圈、小轴、储油囊、小轴套，上部设有螺纹连接的主体，均匀分布在主体下方的三个牙掌，所述牙掌根部设有通向主体外的上返孔，位于每两个牙掌之间的中长喷嘴，从牙掌朝内斜向伸出的大轴颈，套装在大轴颈上的牙轮，布置在牙轮上的齿柱，套装在大轴颈外壁上的浮动轴套，沿浮动轴套分布的滚柱；所述牙轮上设有台阶状安装盲孔，台阶状安装盲孔的大孔内靠近台阶处设有内壁环形槽，大轴颈靠近其顶端面设置有与所述内壁环形槽对应的外壁环形槽，外壁环形槽和内壁环形槽内安装有连接用钢丝挡圈，抵靠在大轴颈顶端面和所述台阶状安装盲孔的台阶面设有止推垫圈；所述大轴颈根部设有轴根台阶，牙轮的台阶状安装盲孔的大孔内靠近口部设有牙轮端槽，大轴颈根部靠近轴根台阶处和牙轮端槽之间套装有轮金属环和O形橡胶圈，O形橡胶圈套在轮金属环外围；所述大轴颈顶端面上设有一小圆柱孔，小圆柱孔底部设有一个通向牙掌之外的传压孔，所述小轴的一端与小圆柱孔过盈配合，小轴另一端与牙轮的台阶状安装盲孔的小孔内壁之间设有小轴套；所述小轴与小圆柱孔底部之间设有一个装满钻头脂的储油囊，储油囊与贯穿设置在小轴上的两个交叉连通的通油孔连通，通油孔与设置在大轴颈外壁的储油槽连通，储油槽连通注油孔，所述注油孔设置在大轴颈内并通往牙掌外。

上述技术方案的特点和进一步改进在于：

所述大轴颈是一个二阶台阶轴，大轴颈靠近牙掌的第一阶直径大于靠近末端的第二阶直径，浮动轴套套装在大轴颈的第二阶上，并且浮动轴套外径与大轴颈第一阶外径相等。

所述牙轮的台阶状安装盲孔的大孔内远离台阶处设置有滚柱槽，所述滚柱均匀分布在滚柱槽内。

所述轮金属环的径向密封面包含斜面和平面，所述牙轮端槽底面包含与轮金属环的径向密封面对应的斜面和平面，所述O形橡胶圈位于所述轮金属环的径向密封面和所述牙轮端槽底面之间。

所述浮动环轴向设置在轴根台阶与轮金属环之间。

所述大轴颈的轴根台阶的端面和对应的浮动环以及浮动环和对应的轮金属环的轴向面都是滑动密封。

所述主体的螺纹连接处设置有通水孔，通水孔出口设置有三个内径增大的中长喷嘴，每个中长喷嘴位于三个牙掌中的两个牙掌之间，中长喷嘴伸出主体部分的侧壁设有吸入孔。

所述牙轮上从顶部到根部依次设置有顶齿、主齿齿圈、边齿与切径齿齿圈、背锥齿齿圈，在边齿与切径齿齿圈中边齿与切径齿间隔排列。

所述牙掌外侧和主体外侧分别布置有体保径齿。