[实用新型]单O形橡胶圈浮动金属环组合密封高速轴承的牙轮钻头

权利要求书

1.单O形橡胶圈浮动金属环组合密封高速轴承的牙轮钻头，由牙掌(1)，牙轮(2，3，4)，O形橡胶圈(5)，轮金属环(6)，浮动环(7)，轴根镶环(8)，钢丝挡圈(9)，大轴套(10)，轮内套(11)，滚柱(11a)，止推垫圈(12)，小轴套(13)，背锥聚晶齿(21)，切径齿(22)边齿(23)，顶齿(24)，主齿(25)，小顶齿(26)，加长喷管(27)和喷砂中长喷嘴(28)等主要零件组成，其特征是单O形橡胶圈浮动金属环组合密封高速全浮动套滑动轴承和密封高速滚动浮动套滑动轴承的牙轮钻头，采用优化设计布齿和新齿型加强钻头中心和井壁岩石破碎及保径，压力平衡系统由储油囊轴向波动平衡轴承内外压力差，加强钻头稳定性和改善井底流场，加长喷管水力喷射系统强化清洗井底岩屑。

2.根据权利要求1所述的牙轮钻头，其特征是把浮动环技术用于单O形橡胶圈浮动金属环组合密封，提高适应高转速能力，该组合是单O形橡胶圈浮动金属环组合密封，置于牙轮密封槽(39)内，由O形橡胶圈(5)，轮金属环(6)，浮动环(7)和轴根镶环(8)等零件组成，零件的材料为：O形橡胶圈是氢化丁腈橡胶，轮金属环和浮动环及轴根镶环为9Cr18Mo，各密封端面均刷镀银，组合密封空间由槽内径(40)，槽斜面(41)，槽斜角(42)α＝25°，槽圆弧面(43)和槽底平面(44)，轮金属环的环外径面(45)，环斜面(46)和环斜角(47)α＝25°等部分组成，被轮金属环压缩的O形橡胶圈实现径向密封和产生轴向推力，推动轮金属环使其端面贴紧浮动环下端面，浮动环上端面贴紧轴根镶环的轴环端面实现三个金属环间两组密封端面的旋转端面密封，其中轮环端面(48)贴紧浮环下端面(49)，浮环上端面(50)贴紧轴环端面(51)，这些端面是非常平滑看不见刃痕的镜面，钻头脂沿润滑斜面进入密封面润滑，斜面由轮环润滑斜面(52)，浮环润滑斜面(53)及浮环油槽(54)组成。

3.根据权利要求1所述的牙轮钻头，其特征是高速轴承由钢丝挡圈锁紧牙轮的全浮动套滑动轴承和滚动浮动套滑动轴承组成：全浮动套滑动轴承由钢丝挡圈(9)，大轴套(10)，轮内套(11)，止推垫圈(12)和小轴套(13)等零件组成；滚动浮动套滑动轴承由钢丝挡圈(9)，滚柱(11a)，止推垫圈(12)和小轴套(13)等零件组成，牙轮锁紧轴承由钢丝挡圈(9)矩形截面外径支撑的矩形牙轮挡圈槽(56)，挡圈悬挂面(57)和轴颈挡面(58)组成，各轴承零件材料：钢丝挡圈为55CrSi，大轴套为内径焊铜合金条的合金钢，轮内套和止推垫圈及小轴套均为铜合金，各浮动套都有一个轴向油槽，止推垫圈有垫圈油槽(55)，各零件摩擦工作面都刷镀银。

4.根据权利要求1所述的牙轮钻头，其特征是采用优化设计布齿和新齿型加强钻头中心和井壁岩石破碎及保径，新增二牙轮中心齿，小顶齿(26)和三牙轮中心顶齿(25)，把齿顶布置在半径为R85mm的井底击碎曲面(60)上破碎井底岩石，这些齿由小顶齿(26)，顶齿(25)，主齿(24)，边齿(23)，切径齿(22)和背锥聚晶齿(21)组成，新齿型：背锥聚晶齿由圆柱聚晶(62)和硬合金套(63)组成，切径齿由切径面(64)，切径齿顶(65)，齿面角(66)β＝90°和勺形齿(67)组成，各种切削齿均为双面勺形齿由勺形面(67)，小勺形面(68)齿顶外端(69)和齿顶角(70)γ＝10°组成。

5.根据权利要求1所述牙轮钻头，其特征是高速轴承采用压力平衡系统由储油囊轴向波动平衡轴承内外压力差，在牙掌上部的压力平衡系统由压盖(14)，压盖挡圈(15)，储油囊(16)，储油杯(17)和注油丝堵(19)等零件和长油孔(33)，轴油孔(34)，轴颈油槽(35)，轴承间隙及钻头脂等部分组成。

6.根据权利要求1所述的牙轮钻头，其特征是加强钻头稳定性和改善井底流场采用九点稳定扶正系统和九个泥浆上返通道，稳定扶正系统由三个牙轮规径面(61)，三个掌背保径面(72)和三个水孔体保径面(73)组成；泥浆上返通道由三个牙掌泥浆孔(35)，三个主上返通道(74)和三个副上返通道(75)组成。

7.根据权利要求1所述的牙轮钻头，其特征是采用加长喷管水力喷射系统强化清洗井底岩屑，组焊在水孔(36)外端，该系统由加长喷管(27)，喷砂中长喷嘴(28)，喷嘴密封圈(29)和喷嘴挡圈(30)等零件组成，喷砂中长喷嘴由流道(76)，水孔保护段(77)，取挡圈槽(78)，取喷嘴槽(79)，吸入孔(80)，出口直径(d)和出口大径(d+2)等部分组成。