牙轮防脱结构及牙轮扩孔器的制作方法

本发明属于钻具技术领域，更具体地说，是涉及一种牙轮防脱结构及牙轮扩孔器。

背景技术：

牙轮扩孔器是一种用于扩大井眼直径的上具。钻孔时，将牙轮扩孔器安装在钻杆上，通过钻杆带动牙轮扩孔器在井眼中移动，扩大井眼的直径。由于牙轮扩孔器主要受到井壁向内的径向压力，因此牙轮扩孔器的牙掌容易向内折断，导致牙轮卡滞；严重时，整个牙掌会从牙轮扩孔器上脱落卡在井眼中，损坏钻杆、钻头等设备，影响作业的进行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种牙轮防脱结构及牙轮扩孔器，以解决现有技术中存在的牙掌容易向内折断的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，提供一种牙轮防脱结构，包括：

芯轴，具有四周分布有多个安装座；

多个牙轮，分别转动设于各个所述安装座上，所述牙轮上的牙齿排列形成以旋转轴为中轴的环形避让区域，所述牙轮在所述避让区域的表面设有以旋转轴为中轴的环形滑槽；以及

多个支撑件，分别设于所述芯轴上并与各个所述牙轮一一对应，且各个所述支撑件分别位于对应的所述牙轮的内侧、并与对应的所述牙轮的所述环形滑槽相对；

当所述安装座屈服变形导致所述牙轮向内偏移后，所述支撑件卡入所述环形滑槽中支撑所述牙轮，以使所述牙轮内侧与所述芯轴保持分离、且所述牙轮能够转动。

作为本申请另一实施例，所述环形滑槽的截面呈圆弧形，所述支撑件的外侧面呈与所述环形滑槽的相对部分相匹配的圆弧面。

作为本申请另一实施例，所述芯轴设有位于所述牙轮内侧的凸起垫块，所述支撑件设r所述凸起垫块的外侧。

作为本申请另一实施例，所述牙轮的旋转轴与所述芯轴的轴线之间的夹角α为锐角。

本发明实施例提供的牙轮防脱结构的有益效果在于：与现有技术相比，本发明实施例的牙轮防脱结构，当安装座屈服变形导致所述牙轮向内偏移后，支撑件卡入环形滑槽中对牙轮形成稳定的支撑，牙轮仍然能够进行一定的转动，使牙轮能够继续进行工作，直至本次扩孔完成，随后再更换牙轮座，无需中断扩孔作业，提高了作业效率。各个牙轮对应设置支撑件，能够防止各个牙轮脱落。

本发明采用的另一技术方案是，提供一种牙轮扩孔器，包括：以上任一项所述的牙轮防脱结构。

作为本申请另一实施例，所述牙轮防脱结构的芯轴上还设有导向部；在前进方向上，所述导向部遮挡在所述牙轮防脱结构的支撑件的前方。

作为本申请另一实施例，所述导向部包括围绕所述芯轴呈放射状分布的多个导向板；在前进方向上，所述牙轮防脱结构的支撑件位于所述导向板的后方，并被所述导向板遮挡。

作为本申请另一实施例，所述导向部还包括位于相邻两个所述导向板之间的连接件，所述连接件连接相邻的两个所述导向板。

本发明实施例提供的牙轮扩孔器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明实施例的牙轮扩孔器，通过采用以上任一项所述的牙轮防脱结构，当安装座屈服变形导致所述牙轮向内偏移后，牙轮的内侧支撑在所述支撑件上，从而阻止牙轮进一步的向内偏移，进而阻止安装座进一步的屈服变形，避免安装座折断导致牙轮脱落。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的牙轮扩孔器的立体图；

图2为图1中牙轮扩孔器的主视图；

图3为图1中牙轮扩孔器的俯视图；

图4为图1中的牙轮扩孔器将部分牙轮和牙轮座去除后的主视图；

图5为图4中a处的放大图。

其中，图中各附图标记：

1-芯轴；11-安装座；12-凸起垫块；2-牙轮；21-牙齿；22-避让区域；23-环形滑槽；3-支撑件；7-导向部；71-导向板；72-连接件。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图4和图5，现对本发明实施例提供的牙轮防脱结构进行说明。一种牙轮防脱结构，包括：

芯轴1，具有四周分布有多个安装座11；

多个牙轮2，分别转动设于各个安装座11上，牙轮2上的牙齿21排列形成以旋转轴为中轴的环形避让区域22，牙轮2在避让区域22的表面设有以旋转轴为中轴的环形滑槽23；以及

多个支撑件3，分别设于芯轴1上并与各个牙轮2一一对应，且各个支撑件3分别位于对应的牙轮2的内侧、并与对应的牙轮2的环形滑槽23相对；

当安装座11屈服变形导致牙轮2向内偏移后，支撑件3卡入环形滑槽23中支撑牙轮2，以使牙轮2内侧与芯轴1保持分离、且牙轮2能够转动。

与现有技术相比，本发明实施例的牙轮防脱结构，当安装座11屈服变形导致牙轮2向内偏移后，支撑件3卡入环形滑槽23中对牙轮2形成稳定的支撑，牙轮2仍然能够进行一定的转动，使牙轮2能够继续进行工作，直至本次扩孔完成，随后再更换牙轮2座，无需中断扩孔作业，提高了作业效率。各个牙轮2对应设置支撑件3，能够防止各个牙轮2脱落。

当然，在具体实现时，牙轮防脱结构的工作过程并不限于此，此处只是举例说明。本实施例的牙轮防脱结构并不仅通用于牙轮扩孔器，还可适用于其它采用牙轮2的钻具，本示例中仅是以牙轮扩孔器举例进行说明。

需要说明的是：为便于描述，以靠近芯轴1中轴线的方向为内，远离芯轴1中轴线的方向为外，以牙轮扩孔器进行扩孔作业时的前进方向为前。

本实施例中，芯轴1的两端分别用于连接钻杆、钻头等。安装座11可以是与芯轴1为一体结构，也可以是通过螺栓连接等连接方式与芯轴1固定。安装座11的数量不限，可以是多个安装座11均匀的围绕芯轴1分布。支撑件3可以是与芯轴1为一体结构，也可以是通过螺栓连接、焊接等连接方式与芯轴1固定。

牙轮2内侧与支撑件3的距离，根据安装座11的材料进行设置；需要满足，当牙轮2受到较小的压力时，安装座11出现弹性变形，牙轮2内侧与支撑件3仍然相距一定距离；而当牙轮2受到的压力增大超过安装座11的弹性极限时，安装座11出现屈服变形，此时牙轮2内侧支撑在支撑件3上，从而阻止安装座11进一步的屈服变形，避免安装座11折断导致牙轮2脱落。

在具体实现时，牙轮2大体呈锥形，小轴为旋转轴。牙轮2上分布有多圈以旋转轴为中轴的牙齿21，相邻两圈牙齿21之间间隔一定的距离形成环形的避让区域22，在牙轮2位于两圈牙齿21之间的部分上加工出内壁光滑的环形滑槽23。安装座11屈服变形后，支撑件3进入两圈牙齿21之间的避让区域22，不会与转动的牙齿21干涉，并且能够正好卡入环形滑槽23，使得牙轮2支撑在支撑件3上后仍然能够顺畅的转动。

请参阅图5，作为本发明提供的牙轮防脱结构的一种具体实施方式，环形滑槽23的截面呈圆弧形，支撑件3的外侧面呈与环形滑槽23的相对部分相匹配的圆弧面。

在具体实现时，支撑件3可以采用圆柱形的横杆直接焊接到芯轴1上或者焊接到凸起垫块12上。

请参阅图5，作为本发明提供的牙轮防脱结构的一种具体实施方式，芯轴1设有位于牙轮2内侧的凸起垫块12，支撑件3设于凸起垫块12的外侧。

本实施例中，通过调整凸起垫块12的凸起高度，可以控制支撑件3与牙轮2内侧的距离。同时，设置凸起垫块12，也可以增加牙轮2与芯轴1的距离，避免安装架屈服变形后牙轮2与芯轴1磕碰。

在具体实现时，凸起垫块12在芯轴1的表面，径向向外凸起。支撑件3采用焊接或者螺栓连接等连接方式同定在凸起垫块12的外侧

请参阅图4，作为本发明提供的牙轮防脱结构的一种具体实施方式，牙轮2的旋转轴与芯轴1的轴线之间的夹角α为锐角。

本实施例中，使得牙轮2受到井壁的压力后向靠近芯轴1的方向偏移。

请参阅图1至图5，作为本发明提供的牙轮防脱结构的一种具体实施方式，多个安装座11分布在芯轴1的四周，各个安装座11上分别转动设有牙轮2；

多个支撑件3设于芯轴1上，并与各个牙轮2一一相对，分别位于对应的牙轮2的内侧。

在具体实现时，芯轴1的四周均匀的安装有多个安装座11，每个安装座11上均设置一个牙轮2，每个牙轮2的内侧均对应一个支撑件3。导向部7的导向板71数量与支撑件3的数量相同，各个导向板71一一对应的遮挡在各个支撑件3的前方。

请参阅图1至图5，本发明实施例还提供一种牙轮扩孔器，牙轮扩孔器包括：以上任一项的牙轮防脱结构。

与现有技术相比，本发明实施例的牙轮扩孔器，通过采用以上任一项的牙轮防脱结构，当安装座11屈服变形导致牙轮2向内偏移后，牙轮2的内侧支撑在支撑件3上，从而阻止牙轮2进一步的向内偏移，进而阻止安装座11进一步的屈服变形，避免安装座11折断导致牙轮2脱落。

请参阅图1至图5，作为本发明提供的牙轮防脱结构的一种具体实施方式，牙轮防脱结构的芯轴1上还设有导向部7；在前进方向上，导向部7遮挡在牙轮防脱结构的支撑件3的前方。

本实施例中，导向部7能够对后方的支撑件3形成保护，减少扩孔时碎石等冲击支撑件3。

在具体实现时，导向部7位于牙轮2的前侧，在牙轮扩孔器进行扩孔作业时，牙轮2前侧的导向部7能够进行导向。

请参阅图1至图5，作为本发明提供的牙轮防脱结构的一种具体实施方式，导向部7包括围绕芯轴1呈放射状分布的多个导向板71；在前进方向上，牙轮防脱结构的支撑件3位于导向板71的后方，并被导向板71遮挡。

本实施例中，导向板71能够对后方的支撑件3形成保护，减少扩孔时碎石等冲击支撑件3。

在具体实现时，各个导向板71的板面与芯轴1的小轴平行，并呈放射状分布在芯轴1的四周，导向板71的外端面上设置有合金凸点。导向板71的数最与牙轮2的数量相同，且导向板71在前牙轮2在后的一一对应，各个牙轮2对应的支撑件3分别位于各个导向板71的后方。

请参阅图1至图5，作为本发明提供的牙轮防脱结构的一种具体实施方式，导向部7还包括位于相邻两个导向板71之间的连接件72，连接件72连接相邻的两个导向板71。

本实施例中，相邻的两个导向板71通过弧形的连接件72连接，提高强度。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。