一种牙轮扩孔器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种钻进用设备，尤其涉及一种牙轮扩孔器。
【背景技术】
[0002]在石油产业及其他钻探领域中经常会进行扩孔作业，在已有小引孔的基础上进行扩孔，或者，扩孔器下端接钻头，直接进行钻孔与扩孔作业。如图1所示，现有技术的牙轮扩孔器，包括本体I和设置在该本体I侧面上的多个牙轮组件2，所述牙轮组件2包括牙轮轴2-1和牙轮体2-2，所述牙轮体2-2可转动地设置在所述牙轮轴2-1上，所述牙轮轴2-1的两端均固定在所述本体I上。因为，牙轮体2-2是通过牙轮轴2-1的两端为支撑，所以受力合理，承载情况较好。但是，为达到此结构，需要在本体1-1上铣削出较大的安装槽，这样势必降低本体I的承载能力，为此中心水眼1-4在小规格(直径为171/2寸的扩孔器及以下)不能做得太大，要比同级别钻杆(或钻铤)小。此结构势必会造成钻井时泥楽流量不足，影响钻扩孔效率。
[0003]现有技术的牙轮体是安装在轴套2-4上的，轴套2-4内孔安装牙轮轴2-1，该内孔相对轴套2-4中心是偏心结构，这样可以通过旋转把轴套2-4、牙轮轴2-1与本体I锁紧，牙轮体2-4工作时，轴套2-4静止不动，牙轮体2-2绕轴套2-4旋转。因轴套2-4内部还有牙轮轴2-1，所以轴套2-4上安装的滚动体(如钢珠等)尺寸会有一定的限制。
[0004]现有技术中，为做到润滑油补偿，在轴套2-4上设置带密封圈密封的活塞式补偿装置，但该油腔因轴套2-4结构所限，不能做得很大，实际应用中，一般油腔直径是Φ8-Φ 12之间。
[0005]现有技术中，牙轮体2-2在上下两个位置都需要制作密封，因轴向距离有限，所以多数牙轮每个位置只设置了单向旋转密封，一定程度上密封效果并不良好。
[0006]综上所述，因现有技术的牙轮组件存在上述弊端，实际扩孔作业时，通常，牙轮的使用寿命在100小时左右。因此，有必要对其进行改善重新设计。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是提供一种牙轮扩孔器，该牙轮扩孔器只需要在本体上铣削出较小的安装槽，这样可大大提高本体的承载能力，因此，中心水眼的直径可以做得较大，可接近同级别钻杆(或钻铤)中心水眼的直径，可大大增加钻井时泥浆的流量，大大提尚钻孔及扩孔的效率。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型的牙轮扩孔器，包括本体和设置在该本体侧面上的至少一个牙轮组件，所述牙轮组件包括牙轮轴和牙轮体，所述牙轮体可转动地设置在所述牙轮轴上，所述牙轮轴固定在所述本体上，所述牙轮轴只有一端与所述本体固定连接。
[0009 ]所述牙轮组件有三个、四个、六个或八个，所述牙轮组件位于所述本体的同一个横截面内。
[0010]所述本体的侧面设置有牙轮腔，所述牙轮组件设置在所述牙轮腔中。
[0011]所述牙轮轴通过支承架与所述本体的侧面固定连接，所述支承架的形状呈长条形，所述支承架的下端与所述牙轮轴的上端固定连为一体，或者，所述支承架与所述牙轮轴是一体件，所述支承架上与所述本体相对的那个面设置有背向所述牙轮轴的止推外台肩，相应地，所述本体的侧面位于所述牙轮腔的上方设置有凹槽，所述凹槽内设置有朝向所述牙轮腔的止推内台肩，所述支承架设置在所述本体的凹槽中，所述支承架的止外推台肩与所述凹槽内的止推内台肩相互顶推定位连接，所述支承架沿该支承架的长度方向分布有固定孔，相应地，所述凹槽的底部沿该凹槽的长度方向分布有螺纹固定孔，所述支承架通过固定螺钉与所述本体固定连接。
[0012]所述牙轮轴的轴线与所述本体的轴线相交，所述牙轮轴的轴线与所述本体的轴线之间的夹角为30度至60度。
[0013]所述牙轮轴的轴线与所述本体的轴线之间的夹角为45度。
[0014]所述牙轮体的形状呈半球体，所述牙轮体圆形平面的中央设置有垂直于该牙轮体圆形平面的盲轴孔，所述牙轮轴的下端位于该盲轴孔中，所述牙轮轴的侧面靠近该牙轮轴的下端沿周向设置有连通的环形凹槽，相应地，所述盲轴孔的内侧壁沿周向设置有连通的环形凹槽，所述牙轮轴与所述牙轮体通过钢珠转动连接。
[0015]所述牙轮体的盲轴孔底部中央向内凹入形成小轴承腔，所述牙轮体的盲轴孔底部外围形成环形止推内台肩，相应地，所述牙轮轴下端的顶面中央向外延伸有轴颈，所述牙轮轴下端的顶面外围形成环形止推外台肩，所述牙轮轴下端的轴颈通过小轴承与所述牙轮体转动连接，所述牙轮轴下端的环形止推外台肩与所述牙轮体盲轴孔内的环形止推内台肩顶推转动连接。
[0016]所述牙轮体的盲轴孔侧面中部沿径向向内凹入形成大轴承腔，所述牙轮轴的中部通过大轴承与所述牙轮体转动连接。
[0017]所述牙轮轴下端的环形止推外台肩与所述牙轮体盲轴孔内的环形止推内台肩之间设置有耐磨合金层，所述耐磨合金层的形状呈圆环片，所述耐磨合金层有一片，所述耐磨合金层与所述牙轮轴下端的环形止推外台肩固定连接或与所述牙轮体盲轴孔内的环形止推内台肩固定连接，或者，所述耐磨合金层有两片，其中，一片所述耐磨合金层与所述牙轮轴下端的环形止推外台肩固定连接，另一片所述耐磨合金层与所述牙轮体盲轴孔内的环形止推内台肩固定连接。
[0018]所述牙轮轴的上端面中央沿该牙轮轴的轴线方向开有油腔，所述油腔内配置有活塞，所述活塞的外侧壁通过密封环与所述油腔的内侧壁密封滑动连接，所述牙轮轴侧面的环形凹槽通过至少一个径向油路与所述油腔连通，所述牙轮轴下端的环形止推外台肩通过至少一个轴向油路与所述径向油路连通。
[0019]所述牙轮轴的外侧壁靠近该牙轮轴的上端通过双向旋转密封环与所述牙轮体盲轴孔的内侧壁转动密封连接。
[0020]所述牙轮轴的直径大于所述牙轮体直径的二分之一且小于所述牙轮体直径的三分之二。
[0021]所述牙轮体的外表面分布有多个牙齿，所述牙轮轴的上端面为斜面且朝外，所述牙轮轴的上端面分布有多个牙齿，所述牙齿是合金柱。
[0022]所述牙轮轴和所述牙轮体分别采用低碳合金钢20CrMnMo制作，其表面进行渗碳淬火处理。
[0023]所述大轴承的滚动体和所述小轴承的滚动体采用GCrl5淬火、磨削，以使所述大轴承和所述小轴承达到滚动轴承的技术标准。
[0024]所述钢珠采用GB308-89滚动轴承用钢珠标准件。
[0025]所述双向旋转密封环采用耐高压、高温复合双向旋转密封。
[0026]耐磨合金层是通过铺焊HSl13钴基焊丝制作而成。
[0027]所述牙轮腔与水眼之间通过水道连通。
[0028]本实用新型的牙轮扩孔器与现有技术相比具有以下有益效果。
[0029]1、本技术方案由于采用了所述牙轮轴只有一端与所述本体固定连接的技术手段，所以，只需要在本体上铣削出较小的安装槽，这样可大大提高本体的承载能力，因此，中心水眼的直径可以做得较大，可接近同级别钻杆(或钻铤)中心水眼的直径，可大大增加钻井时泥楽■的流量，大大提尚钻孔及扩孔的效率。
[0030]2、本技术方案由于采用了所述牙轮组件有三个、四个、六个或八个，所述牙轮组件位于所述本体的同一个横截面内的技术手段，所以，可以根据客户的需求生产出多种牙轮扩孔器。
[0031]3、本技术方案由于采用了所述本体的侧面设置有牙轮腔，所述牙轮组件设置在所述牙轮腔中的技术手段，所以，有利于增加牙轮体和牙轮轴的体积，进而增加牙轮体和牙轮轴的强度和刚度。
[0032]4、本技术方案由于采用了所述牙轮轴通过支承架与所述本体的侧面固定连接，所述支承架的形状呈长条形，所述支承架的下端与所述牙轮轴的上端固定连为一体，或者，所述支承架与所述牙轮轴是一体件，所述支承架上与所述本体相对的那个面设置有背向所述牙轮轴的止推外台肩，相应地，所述本体的侧面位于所述牙轮腔的上方设置有凹槽，所述凹槽内设置有朝向所述牙轮腔的止推内台肩，所述支承架设置在所述本体的凹槽中，所述支承架的止外推台肩与所述凹槽内的止推内台肩相互顶推定位连接，所述支承架沿该支承架的长度方向分布有固定孔，相应地，所述凹槽的底部沿该凹槽的长度方向分布有螺纹固定孔，所述支承架通过固定螺钉与所述本体固定连接的技术手段，所以可大大提高支承架轴向受力能力，固定螺钉不会轻易损坏。
[0033]5、本技术方案由于采用了所述牙轮轴的轴线与所述本体的轴线相交的技术手段，所以，有利于各个牙轮组件对本体的径向施力平衡。又由于采用了所述牙轮轴的轴线与所述本体的轴线之间的夹角为30度至60度的技术