[发明专利]三牙轮钻头及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三牙轮钻头及其制备方法，三牙轮钻头包括连接头和与连接头焊接为一体的牙掌，连接头上开设有储油孔，且连接头外表面的螺纹覆盖至储油孔开口的下方；牙掌通过轴承安装有三个牙轮，相邻牙轮之间的夹角相同；连接头上设置有平衡轴承腔内外压力和补充轴承腔润滑脂的储油补偿系统及对牙轮进行冲洗及辅助破岩的喷射系统；储油补偿系统包括安装于储油孔内的储油装置、轴承密封圈及开设在牙掌和连接头上将储油装置内的润滑脂导入轴承腔的导流管道网；本方案提供的三牙轮钻头及其制备方法通过喷射系统和储油补偿系统的设置，使得钻头的成本和生产效率、工作效率及使用寿命均得以很好的改善。

技术领域

本发明涉及一种石油钻井用钻头，具体涉及一种三牙轮钻头及其制备方法。

背景技术

钻头中的牙轮在旋转对岩石进行破碎时，为了应付由钻井液在井底形成的高压力，一般在牙掌背部设计有一个储油补偿装置，它的任务是保证密封圈和轴承具有良好的工作条件，从而提高密封圈和轴承的使用寿命。储油补偿装置、轴承密封圈和油道组成了储油密封补偿系统，从而保证轴承处在良好的润滑条件和密封状态下工作，提高钻头轴承的使用寿命。

现有的钻头普遍会设置多个牙轮以提高钻井效率，为了保证每个牙轮处的轴承及密封圈的使用寿命，需要在每个牙掌上均设置一个储油密封补偿系统，设置多个储油密封补偿系统后，在后续使用过程中需要分别对每个补偿系统进行润滑脂检查及润滑脂补偿，使得润滑脂检查及润滑脂补偿工序复杂。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的三牙轮钻头及其制备方法解决了润滑脂检查及润滑脂补偿工序复杂的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种三牙轮钻头，其包括连接头和与连接头焊接为一体的牙掌，连接头上开设有储油孔，且连接头外表面的螺纹覆盖至储油孔开口的下方；牙掌通过轴承安装有三个牙轮，相邻牙轮之间的夹角相同；

所述连接头上设置有平衡轴承腔内外压力和补充轴承腔润滑脂的储油补偿系统及对牙轮进行冷却、冲洗及辅助破岩的喷射系统；所述储油补偿系统包括安装于储油孔内的储油装置、轴承密封圈及开设在牙掌和连接头上将储油装置内的润滑脂导入轴承腔的导流管道网；储油装置包括安装盒、下缸体和上缸体，下缸体固定安装于安装盒底部，安装盒底部的台阶使得下缸体的底部与安装盒的底部形成一传压间隙；传压间隙通过安装于连接头的通槽内的管道与喷射系统连通，管道邻近喷射系统段设置有聚四氟乙烯薄膜；下缸体内放置有顶端侧壁具有针孔的泄压储油囊，上缸体将泄压储油囊固定于下缸体内，上缸体并与泄压储油囊构成一个密闭的储油腔体；

导流管道网包括开设在连接头上与上缸体导通的第一导油管，设置于连接头焊接端面、并与第一导油管导通的环形导流槽及每个牙轮安装侧的牙掌上开设的与环形导流槽连通、并将润滑脂导入轴承处的第二导油管。

第二方面提供一种三牙轮钻头的制备方法，其包括如下步骤：

浇铸形成内部具有主流道的连接头毛坯、其上具有主流道和副流道的牙掌毛坯及其上具有内孔和外表面具有若干齿槽的牙轮毛坯；

对连接头高度方向外表面的储油孔进行加工，并在储油孔的底部加工出与主流道连通的通槽；

对连接头外表面的螺纹进行加工，并将螺纹加工至储油孔下方，之后加工连接头尺寸较大的端面上的环形台阶槽，并在环形台阶槽内加工出与储油孔连通的第一导油管；

在牙掌掌背上加工一条与水平面平行的水平导油管，并从牙掌的端面加工与每条水平导油管连通的斜导油管；

牙轮热处理前将不渗碳的地方均匀敷上具有一定厚度的涂料，且避免涂料在渗碳过程中脱落，之后对牙轮、连接头和牙掌进行热处理及精加工；

将管道放置于通槽内，之后将安装盒部分放置于储油孔内，调整安装盒使储油装置的出油孔与第一导油管对齐，之后卡紧安装盒；