[发明专利]一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头

权利要求书

1.一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头，包括牙轮总成一(1)、牙轮总成二(2)、牙轮总成三(3)、硬质合金齿(4)、喷嘴(5)、牙掌焊缝(6)、牙掌体(9)；所述牙轮总成一(1)、牙轮总成二(2)、牙轮总成三(3)结构相同，其特征在于，所述牙轮总成一(1)、牙轮总成二(2)、牙轮总成三(3)均包括小滚柱(7)、大滚柱(8)、牙轮壳体(10)、锁紧钢球(11)、碳化钨敷焊层(12)、铜环(13)、保径齿(14)、密封组合(15)、滑块组合(16)、牙齿；三个牙轮总成分别镶装在三个牙掌体(9)下端，三片带牙轮的牙掌体(9)焊接为一体，三个牙掌体(9)的上部构成钻头体，三个牙轮总成与三个牙掌体(9)的轴承配合连接，通过轴承实现相对转动；

所述牙掌体(9)的轴承的内圈部分结构为上小下大的定轴构成，上端作为小圆柱面，下端作为大圆柱面，大滚柱(8)、小滚柱(7)作为滚珠，分别设在内圈的大圆柱面和小圆柱面上，牙轮壳体作为外圈，锁紧钢球(11)卡设在大滚柱(8)和小滚柱(7)之间，镶嵌铜环(13)安装于大圆柱面和大滚柱(8)之间，牙轮壳体(10)套设在轴承外侧，通过大滚柱(8)、小滚柱(7)实现转动，大滚柱(8)下方设有密封组合(15)，铜环(13)为耐磨的铜合金材料制成，与轴承的大圆柱面过盈配合镶装。

2.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头，其特征在于，所述牙掌体(9)表面设有钻孔，钻孔内镶嵌有硬质合金齿(4)，硬质合金齿(4)与钻孔采用过盈配合。

3.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头，其特征在于，所述钻头体上安设有喷嘴座，喷嘴座的喷孔中安设有喷嘴(5)，喷嘴(5)所用材料为耐冲蚀的钨钴合金材料。

4.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头，其特征在于，所述牙齿表面设有碳化钨敷焊层(12)，保证牙齿可以承受井下150℃高温，同时碳化钨敷焊层(12)具有极强的耐磨性，能够抵抗干热岩的碾磨作用。

5.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头，其特征在于，所述轴承中注入合成润滑油及添加剂，提高轴承内部抗高温润滑性能。

6.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头，其特征在于，所述密封组合(15)由密封圈一(150)和密封圈二(151)组成，密封圈一(150)和密封圈二(151)均为唇口朝内的V型密封圈，密封圈一(150)套设在密封圈二(151)外侧，实现轴承与牙轮壳体(10)的密封，V型密封圈采用添加有纤维增强碳氟化合物的橡胶制成，具有耐高温特性。

7.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头，其特征在于，所述大滚柱(8)、牙掌轴承(9)、镶嵌铜环(13)、牙轮壳体(10)、滑块组合(16)组成滚滑轴承，滑块组合(16)设置于牙轮壳体(10)之内，与大滚柱(8)间隔设置，大滚柱(8)作为滚动轴承，滑块组合(16)作为滑动轴承，两种轴承结构相互配合，防止大滚柱(8)应力过大发生压溃。

8.根据权利要求书7所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头，其特征在于，所述滑块组合(16)包括丁腈橡胶圈(160)和金属滑块(161)，丁腈橡胶圈(160)和金属滑块(161)通过粘接剂开姆洛克205粘胶剂压制结合成型。

9.根据权利要求书8所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头，其特征在于，所述滑块组合(16)宽度为大滚柱(8)直径的1.2～2.2倍，大滚柱(8)直径比滑块组合(16)厚度小0.008～0.02mm；大滚柱(8)、牙掌轴承(9)、镶嵌铜环(13)、牙轮壳体(10)、滑块组合(16)的径向间隙构成的总径向间隙在0.18～0.22mm之间。

10.根据权利要求书1-9中任意一项所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头，其特征在于，所述牙轮壳体(10)材料为GCr15、牙掌体(9)的材料为CrWMn，金属滑块(161)材料为9Cr18。