三牙轮钻头是石油钻井的重要工具，其性能和质量对钻井速度和成本影响很大。三牙轮钻头结构复杂，其中齿面结构直接与地层接触，对于岩石破碎过程和钻头工作性能的影响。进行齿面结构设计时，应用先进的CAD技术来进一步改进和提高其设计手段非常重要。著名的3D CADCAM系统ProE由于具有参数化设计特性，在全世界范围内受到广泛应用。在ProE环境下开发三牙轮钻头的啮合设计在国内外还未见到，因而本系统选择ProE为二次开发平台，采用参数化设计思想，利用ProToolkit和Delphi联合编程，适合三牙轮钻头二维啮合设计、牙轮牙齿三维实体造型和装配。
三牙轮钻头轴承的使用寿命直接决定了钻头的寿命.为了弄清三牙轮钻头轴承的失效形式、原因及机理,进一步提高三牙轮钻头轴承的寿命,分别对现场失效的三牙轮钻头轴承进行宏观和微观分析.结果表明,密封系统失效是轴承失效的主要原因之一.同时,轴承所受载荷过大且分布不均,温度过高导致材料表面金属强度和耐磨性降低,以及轴承与牙轮之间配合间隙过大,工作时晃动导致受力不均等原因也是造成牙轮钻头轴承的快速失效的主要原因. 本人主要做了以下方面的工作：1．建立了以下几种二维参数化模型：(1)牙轮初始轮廓；(2)六种牙齿，包括平顶齿、锥形齿、球形齿、楔形齿、边楔齿和勺形齿；(3)十二种齿槽，其中六种牙轮齿圈之间的齿槽、六种牙轮顶端的齿槽。2．绘制了井底击碎曲线，并且井底击碎曲线能随着井底击碎图上牙齿位置的变化而变化。3．解决了三牙轮钻头二维啮合设计中的关键技术—联动布齿，通过鼠标移动和旋转任意一个牙齿，同一齿圈上的其它两个牙齿做相同的位置变动。4．自动计算相邻牙轮之间牙齿与齿槽的最小啮合间隙和牙齿底部到牙轮内孔的最小壁厚。5．对三个牙轮进行了三维实体造型。6．建立了六种牙齿的三维参数化模型。7．对牙轮和牙齿分别进行了装配，为三维啮合间隙计算做了充分准备。通过本软件的应用，可以缩短三牙轮钻头的设计周期，提高产品的设计质量，提高企业的技术创新能力和市场竞争能力。
三牙轮钻头轴承在钻头中是一个重要的组成部分，能够直接影响三牙轮钻头的使用寿命和价值，影响到钻头的直接使用价值和贡献，所以在生产三牙轮钻头时要特别注重钻头中的轴承，保证生产钻头的轴承是良好的，无质量问题。三牙轮钻头轴承的质量严重影响钻头的使用，在使用钻头时也要注重轴承的保养和维护。
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