[实用新型]具有高承载能力轴承的混合钻头

说明书

本实用新型涉及一种具有高承载能力轴承的混合钻头，包括有钻头体，钻头体上设置刀翼和喷嘴，刀翼从内至外划分为内锥、鼻部、肩部和保径段；刀翼各部位上安设有固定切削齿，在各刀翼之间安设有牙掌，牙掌上端与钻头体焊接成一体，牙掌的下端设置轴颈，轴颈上设置大轴、锁紧钢球滚道和小轴，牙轮通过牙轮内孔套装在轴颈上并通过钢球轴向锁定，牙轮内孔与大轴构成牙轮主轴承，牙轮上安设有牙轮切削齿，其特征在于所述的牙轮主轴承通过锁紧钢球滚道分隔设置上轴承和下轴承，所述上轴承的轴向长度大于或等于下轴承的轴向长度。本实用新型轴承载荷分布合理，承载能力高，轴承寿命长，能长时间对地层进行高效切削。

技术领域

本实用新型涉及到一种用于石油、天然气和地质钻井用的具有高承载能力轴承的混合钻头，该混合钻头适用于在硬地层和夹层地层的钻井。

背景技术

在现有技术中，混合钻头因其固定刀翼加滚动牙轮的复合切削结构，具有适应多种地层、机械钻速高、进尺多等性能优势，但也因混合钻头具有固定刀翼加滚动牙轮，牙轮轴承尺寸小，承载面积小，因而承载能力较低，轴承寿命短。

并且在结构上，现有混合钻头的牙掌锁紧钢球跑道靠近轴颈大轴的末端，末端大轴的长度很短，几乎不承受载荷，因此只有大轴的上端轴承单独承受载荷，存在轴颈大轴长度短、受力面分布不匀的问题，当工作过程中受到异常的高载荷，会在大轴受力面上产生异常高的接触应力，使得轴承很快磨损，大轴磨损后，轴承间隙增大，引起牙轮绕轴颈大幅旷动和摆动，使得牙轮失去切削功能；牙轮失去切削功能后，混合钻头就变成了固定刀翼的常规PDC钻头，PDC切削齿很快会出现崩片现象，从而导致整个钻头失去切削功能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种具有高承载能力轴承的混合钻头，它承载能力高、轴承寿命长，能长时间对地层进行高效切削。

本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有钻头体，钻头体上设置刀翼和喷嘴，刀翼从内至外划分为内锥、鼻部、肩部和保径段；刀翼各部位上安设有固定切削齿，在各刀翼之间安设有牙掌，牙掌上端与钻头体焊接成一体，牙掌的下端设置轴颈，轴颈上设置大轴、锁紧钢球滚道和小轴，牙轮通过牙轮内孔套装在轴颈上并通过钢球轴向锁定，牙轮内孔与大轴构成牙轮主轴承，牙轮上安设有牙轮切削齿，其不同之处在于，所述的牙轮主轴承通过锁紧钢球滚道分隔设置上轴承和下轴承，所述上轴承的轴向长度大于或等于下轴承的轴向长度。

按上述方案，所述的上轴承轴向长度为上、下轴承轴向长度总长的50~85%，所述的下轴承轴向长度为上、下轴承轴向长度总长的15~50%。

按上述方案，所述的上轴承由大轴锁紧钢球滚道以上部分与牙轮内孔锁紧钢球滚道以上部分相互配置构成，所述的下轴承由大轴锁紧钢球滚道以下部分与牙轮内孔锁紧钢球滚道以下部分相互配置构成。

按上述方案，所述的上轴承直径与下轴承直径相等。

按上述方案，在上轴承上端牙轮内孔与轴颈之间设置有密封圈。

按上述方案，所述的刀翼为2~4个，所述的牙轮的为2~4个。

按上述方案，所述的牙轮为锥球形或球形。

按上述方案，所述的牙轮切削齿为硬质合金齿，或硬质合金和聚晶金刚石复合齿。

按上述方案，所述的固定切削齿为金刚石复合片。

本实用新型的有益效果在于：1、设置上、下两个轴承面，由上、下两个轴承面共同承担牙轮的载荷和力矩，这样不仅在一定程度上增加了牙掌轴颈大轴的接触面长度，而且也使轴承的受力面分布更为合理均匀，降低了轴颈与牙轮的接触应力，延长了轴承寿命；2、由于大轴接触面的分布长度有效增加，减小了牙轮与牙掌轴颈间的摆动幅度，改善了牙掌轴颈的受力状态，增强了牙轮轴承承受的异常载荷的能力，从而进一步延长了轴承寿命。

附图说明