通过对失效的牙轮进行解剖,发现大多数牙掌的损坏不是由于密封圈的失效引起的,而是由于牙轮的轴承磨损损坏而失效的。
轴承的磨损大致分为3个阶段:**阶段是新轴承的磨合过程,在这个过程中,轴承表面会出现少量的疲劳磨块和分层磨损,牙轮轴承间隙的增大速度很慢,属于正常磨损;第二阶段是轴承的分层磨损和疲劳磨损,随着各种磨损颗粒的积累出现擦伤、犁伤和切削等磨损现象,磨损颗粒越积越多,磨损现象就越加剧,轴间隙的增大速度也就越快;第三阶段是各种磨损相互加剧,使轴承失效的过程,由于表面不平度的增加,磨粒磨损更加严重,轴承间隙越来越大,此时牙轮晃动幅度也越来越大,密封开始不严,一些研磨性较好的钻井液颗粒进入轴间隙,增加了轴承的磨损。如果磨损进一步加剧,使锁放的卡珠或卡簧磨损加剧的话,则牙掌就可能脱离轴承而掉到井底。
因此,在使用大口径组焊牙轮钻头时应做到常检查,发现牙轮轴向间隙达018110mm时应及时对此牙轮做出预防措施。可以在单个牙掌的前面加上一个挡环,既对牙轮起到双支点作用,又能起到轴向的阻挡作用。