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具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头

阅读：714发布：2021-02-28

IPRDB可以提供具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头。包括有牙轮和牙掌，牙掌通过其下端的轴颈与牙轮相连接，牙轮内孔设置密封圈与轴颈相配置形成轴承腔，在牙掌上设置有压力平衡及储油补偿装置与轴承腔相连通，其特征是在靠近轴承密封圈的牙掌上设置附加压力平衡装置。本发明的有益效果在于：1.由于附加压力平衡装置离轴承密封圈近，对轴承内外的压力变化反映灵敏，使轴承腔内润滑剂压力与外界钻井液压力接近，可较好地减少密封圈两边的压力差，使牙轮钻头轴承密封的可靠性进一步增强，密封圈磨损减少，也使轴承在更加良好的润滑状态下工作，从而提高钻头轴承密封的寿命，延长牙轮钻头的有效使用寿命。2.结构简单，便于安设。，下面是具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头专利的具体信息内容。

权利要求

1. 一种具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头，包括有牙轮(11)和牙掌(7)，牙掌通过其下端的轴颈(8)与牙轮相连接，牙轮内孔设置密封圈(4)与轴颈相配置形成轴承腔，在牙掌上设置有压力平衡及储油补偿装置与轴承腔相连通，其特征在于在靠近轴承密封圈的牙掌上设置附加压力平衡装置，所述的附加压力平衡装置包括设置在牙掌下部靠近轴颈的通压孔(9)，通压孔的上部通过外传压孔(5)与密封圈外侧相导通，通压孔中安设调压储油囊装置，通压孔的下部通过内传压孔(6)与密封圈内侧的轴承腔相导通。

2、根据权利要求1所述的具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头，其特征在于所述的调压储油囊装置包括弹性储油囊（1 )和槽管（2 )，弹性储油囊放置在槽管内，弹性储油囊一端设置有与通压孔配置的密封凸缘（14)和管口，管口与通压孔的下部及内传.压孔相通。

3、根据权利要求2所述的具有轴承腔附加压力平衡装S的牙轮钻头，其特征在于所述的弹性储油囊（1 )由橡胶材料制成，储油囊内储存有润滑脂，其胀瘪容积差为1毫升以上。二

4、根据权利要求1或2所述的具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头，其特征在于通压孔（9)设在牙掌横向袖孔（10)中心半径 5〜30mm范围内，孑L径为10〜25mm，孑L深为20〜50mm。

5 、根据权利要求2或3所述的具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头，其特征在于弹性储油囊呈短管状，一端开有管口，另一端封闭呈半球形，管口有向外翻的密封凸缘（14)，密封凸缘与通压孔相配置，起密封圈的作用，使其分隔成内外两个腔，储油囊管口与内腔相通，紧接着密封凸缘（14)后有一段縮颈（14A)同槽管（2)的内翻凸缘（12) 相配。

6、根据权利要求5所述的具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头，其特征在于槽管一端开口并设向内翻的凸缘（12)，与弹性储油囊的缩颈相配置，底部封死内腔为半球形，管壁上开有通槽（13)或通孔，槽管安设在通压孔内，通压孔口安有丝堵（3)，将孔口封堵，同时扦紧顶住槽管（2)的底部，从而压紧弹性储油囊管口外翻的密封凸缘（14)，起密封弹性储油囊内外腔压力的作用。

7 、根据权利要求4所述的具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头，其特征在于在通压孔上方的牙掌上开设2个相互交叉串通的外传压孔（5)，两外传压孔一端与牙掌外面开通，另一端分别与通压孔（9) 外腔和轴颈根部的密封圈（4)外侧相导通。

8、根据权利要求4所述的具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头，其特征在于在通压孔（9)的下方底部开设弯折的内传压孔（6)与靠近轴颈根部的密封圈内侧轴承腔相导通。

9、根据权利要求1或2所述的具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头，其特征在于所述的牙轮钻头为单牙轮钻头或多牙轮钻头，在多牙轮钻头中相对每个牙轮牙掌的轴承腔均设置所述的附加压力平衡装置。

说明书全文

具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头技术领域本发明涉及用于石油、地质钻井技术领域的牙轮钻头的压力平衡及储油补偿系统，尤其涉及一种具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头。背景技术对于牙轮钻头来说，保证其轴承的密封和润滑是保证牙轮钻头正常运行和工作的重要前提之一，也是维持牙轮钻头具有足够使用寿命的重要前提。为了使牙轮钻头轴承处于密封状态及在良好的润滑条件下工作，现有牙轮钻头在牙掌上均设计有压力平衡及储油补偿装置，用来平衡钻头轴承密封圈两边的压力差并向轴承腔内补偿漏失的润滑脂。常规的压力平衡及储油补偿装置通常由储油囊15、储油保护杯16、压盖17、挡圏、密封圈等多个零件以及钻头体上的储油腔18、长油孔19和传压孔20构成，如附图ll所示。常规的压力平衡及储油补偿装置大都布置在钻头体上部斜面处，因为那里有较大的空间。然而，这样的布置使压力平衡及储油补偿装置距轴承密封圈4太远，传递压力要通过长油孔19、牙掌横向油孔10和轴承的径向间隙传递给密封圈4,传递压力的路径既长空间又狭窄。由于润滑脂的粘度比较高，这种压力平衡装置的灵敏性和可靠性都较差。实验测试结果表明密封圈两边的压力差仍然不小。压力差大小对密封的寿命有重要影响。一方面它又是密封漏失的基本原因，另一方面，压力差大会使密封圈的磨损加剧，使牙轮钻头的密封过早失效导致轴承和整个钻头的失效。压力差有正有负，正压力差（轴承腔外压力大于里面的）驱使泥浆侵入轴承腔内，将直接破坏轴承密封的可靠性。发明内容本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种结构简单、变化反映灵敏，能更有效平衡和调节密封圈两侧压力差的具有轴承腔附加压力平衡装置的牙轮钻头，使牙轮钻头密封圈两侧的压力差减小，从而为提高牙轮钻头密封和轴承的寿命创造条件。为解决上述提出的问题，本发明采用以下的技术方案：包括有牙轮11和牙掌7,牙掌通过其下端的轴颈8与牙轮相连接，牙轮内孔设置密封圈4与轴颈相配置形成轴承腔，在牙掌上设置有压力平衡及储油补偿装置与轴承腔相连通，其不同之处在于在靠近轴承密封圈的牙掌上设置附加压力平衡装置，所述的附加压力平衡装置包括设置在牙掌下部靠近轴颈的通压孔9 ,通压孔的上部 (近孔口处）通过外传压孔5与密封圈外侧相导通，通压孔中安设调压储油囊装置，通压孔的下部（近孔底处）通过内传压孔6与密封圈内侧的轴承腔相导通。按上述方案，所述的调压储油囊装置包括弹性储油囊1和槽管2，弹性储油囊放置在槽管内，弹性储油囊一端设置有与通压孔配置的密封凸缘14和管口，管口与通压孔的下部及内传压孔6相通。按上述方案，所述的弹性储油囊由橡胶材料制成，储油囊内储存有润滑脂，其胀瘪容积差为1毫升以上。本发明的有益效果在于：1、由于附加的压力平衡装置离轴承密封圈近，对轴承内外的压力变化反映灵敏，使轴承腔内润滑剂压力与外界钻井液压力接近，可较好地减少密封圈两边的压力差，使牙轮钻头轴承密封的可靠性进一歩增强，密封圈磨损减少，也使轴承在更加良好的润滑状态下工作，从而提高钻头轴承密封的寿命，延长牙轮钻头的有效使用寿命。2、结构简单，便于安设。附图说明图1为本发明一个实施例的剖视结构图。图2为本发明一个实施例中在牙掌上开设传压孔的位置和结构图。图3为图2中的A-A剖视图。图4为本发明一个实施例中在牙掌和轴颈上开设与密封圈内侧轴承腔导通的传压孔的位置和结构图。图5为图4中的B-B剖视图。图6为本发明一个实施例中调压储油囊装置中槽管的剖视图。图7为本发明一个实施例中调压储油囊装置中槽管的另一种结构图。图8为本发明一个实施例中调压储油囊装置中储油囊的剖视图。图9为图8中密封凸缘I处的局部放大图。图10为本发明一个实施例中槽管与储油囊的装配图。图11为现有牙轮钻头中压力平衡及储油补偿装置示意图。具体实施方式以下结合附图进一步说明本发明的实施例。包括有牙轮11和牙掌7，牙掌通过其下端的轴颈8与牙轮相连接，牙轮内孔端口设置密封圈4与轴颈相配置形成轴承腔，在牙举上设置有压力平衡及储油补偿装置与轴承腔相连通，所述的压力平衡及储油补偿装置包括设在牙掌上部的储油腔18,储油腔中安设储油囊15、储油保护杯16和压盖17,压盖上开设传压孔20，储油腔18通过长油孔19和横向油孔10与轴承腔导通，如图11所示。在靠近轴承密封圈的牙掌上设置附加压力平衡装置，所述的附加压力平衡装置包括设置在牙掌下部对应和靠近轴颈根部的通压孔9，通压孔可设在牙掌横向油孔10中心半径5~30mm范围内，孔径为10~25mm，孔深为 20~50mm，通压孔中安设调压储油囊装置，所述的调压储油囊装置包括弹性储油囊1和槽管2,弹性储油囊呈短管状，一端丌有管口，另一端封闭呈半球形，管口有向外翻的密封凸缘14，密封凸缘与通压孔相配置，起密封圈的作用，使其分隔成内外两个腔，储油囊管口与内腔相通，紧接着密封凸缘14后有一段縮颈14A同槽管2的内翻凸缘12相配，弹性储油囊由橡胶材料制成，储油襄的外径小于上述槽管的内径，壁厚为0.1〜2mm，储油囊容积为l~4ml，如图 8所示，储油囊内储存有润滑脂。弹性储油囊套装在槽管2中，槽管一端开口并设向内翻的凸缘12，与弹性储油囊的縮颈相配置，底部封死内腔为半球形，管壁上开有通槽13或通孔，以使其与通压孔外腔相通，槽管2的外径比通压孔9的内径略小一点，槽管的壁厚为0.2〜1.5mm。槽管安设在通压孔内，通压孔口安有丝堵3，将孔口封堵，同时拧紧顶住槽管2的底部，从而压紧弹性储油囊管口外翻的密封凸缘14，起密封弹性储油囊内外腔压力的作用。在通压孔上方的牙掌上丌设2个相互交叉串通的外传压孔5，两外传压孔一端与牙掌外面开通，另一端分别与通压孔9外腔和轴颈根部的密封圈外侧相导通，如图 2、 3所示，这样可使通压孔外腔的压力与轴承密封圈外侧的压力保持一致。外传压孔直径为2~10mm,可设置1~3个。在通压孔9的下方底部开设弯折的内传压孔6与靠近轴颈根部的密封圈内侧轴承腔相导通，内传压孔6直径为 2~8mm，可设置1~2个，使其与弹性储油囊1内腔连通，如图4、 5所示，这样通过附加压力平衡装置能将外部压力较直接地传递至轴承腔，能更有效的平衡和调节密封圈两侧压力差。本发明所述的牙轮钻头可为单牙轮钻头或多牙轮钻头，多牙轮钻头通常为三牙轮钻头，在多牙轮钻头中相对每个牙轮牙举的轴承腔均可设置附加压力平衡装置。

标题	发布/更新时间	阅读量
复合钻头-专利编号CN106121541A	2020-05-11	102
钻头铣筒-专利编号CN110344782A	2020-05-11	796
牙轮钻头-专利编号CN103321577A	2020-05-11	865
牙轮钻头-专利编号CN102278069A	2020-05-11	1035
牙轮钻头-专利编号CN103790518A	2020-05-12	497
定向井钻头-专利编号CN106869804A	2020-05-13	224
三牙轮钻头-专利编号CN103352658A	2020-05-13	487
牙轮钻头-专利编号CN1069548A	2020-05-13	896
牙轮钻头-专利编号CN1027552C	2020-05-12	756
取芯钻头-专利编号CN107130933A	2020-05-12	436

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