CN2307904Y - 一种新型牙轮钻头切削结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型牙轮钻头切削结构。与传统的牙轮钻头切削结构的区别在于:主齿间镶入副齿,且至少有一个镶齿牙轮的轮尖由钢齿组成。其特点是提高了钻头对井底岩石的覆盖系数,轮尖钢齿避免了原轮尖镶齿的断裂和掉落现象,从而达到提高钻头机械钻速、降低钻井成本的目的。

Description

一种新型牙轮钻头切削结构

本实用新型涉及石油、矿山及地质部门钻井用镶齿牙轮钻头，是一种新型牙轮钻头切削结构。

目前，一般的牙轮钻头由牙轮、牙掌及附属小零件组成，牙轮内孔与牙掌轴颈构成一副轴承，钻头在井下工作时，牙轮不仅钻头公转，还绕其自身轴线自转。镶齿钻头牙轮的各个锥面上间隔布有硬质合金齿，钻头依靠合金齿对井底的冲击、压碎、剪切等方式破碎岩石。

现有牙轮钻头切削结构存在以下问题：1、牙轮轮尖齿尤其是一牙轮顶齿断、掉情况较多。原因是由于牙轮轮尖几何结构的限制，在镶入合金齿后，基体强度进一步削弱。轮尖齿断、掉后，在井眼中心形成岩芯，导致牙轮轮尖磨损，机械钻速降低，而掉入井中的合金齿还会造成牙轮其他部位的齿断裂，导致钻头失效；2、牙轮齿间壳体磨损严重、牙齿断、碎尤其是牙轮主齿圈的合金齿断、碎情况较多，直接导致钻头机械钻速过低而起钻，钻头报废。

本实用新型的目的是提供一种新型牙轮钻头切削结构，不仅能提高钻头对井底的覆盖系数和切削效率，还能有效地保护合金齿和牙轮壳体，减少合金齿断、碎和牙轮壳体磨损，延长钻头使用寿命。本实用新型的目的是这样实现的：在牙轮齿圈与齿槽之间镶入硬质合金副齿，副齿齿顶与牙轮轴线的夹角度0～90°，其直径和出露高度都比主齿小，主要用于切削主齿间未破碎的岩石，防止其磨损牙轮壳体，并分担一部分冲击，从而达到保护合金齿和牙轮壳体，提高井底覆盖系数的目的，镶入副齿后，主齿的出露高度还可相应增加，这样可以提高钻头的机械钻速；另外取消轮尖镶齿，直接将牙轮轮尖铣成齿形，然后敷焊耐磨材料，这样就避免了轮尖基体薄弱而导致的断、掉齿和轮尖壳体磨损现象，保证井眼中心的有效切削。

采用上述方案，仅改变了钻头的切削结构，而未改变钻头的其他部分，可以达到提高钻头的切削效率和机械钻速，延长钻头使用寿命、降低钻井成本的目的，实用性强，工艺简单、成本低、效果好。

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1、是本实用新型的牙轮啮合图。

图2、是本实用新型井底击碎图。

图3、是本实用新型的一种轮尖齿结构图。

图中编号：1、3#牙轮，2、主齿，3、齿圈，4、齿槽，5、1#牙轮，6、1#牙轮轮尖，7、副齿，8、2#牙轮，9、2#牙轮轮尖，10、牙掌，11、井底

图1中1#牙轮轮尖(6)铣成图3形式的钢齿(2#牙轮轮尖(9)铣齿图及啮合图、井底击碎图略)，齿数1～6个，齿面上敷焊耐磨材料在各牙轮的齿圈(3)和齿槽(4)之间镶入副齿(7)，在每排主齿两侧，副齿(7)可以是两排，也可以是一排，其直径和出露高度均比主齿(2)小，副齿齿顶与牙轮轴线的夹角为0～90°。

图2中主齿(2)之间的未破碎凸起环带由副齿(7)破碎。

Claims (6)

1．一种新型牙轮钻头切削结构，其特征是牙轮至少镶入一排副齿，并且至少有一个镶齿牙轮的轮尖齿是由钢齿组成的。

2．根据权利要求1所述的一种新型牙轮钻头切削结构，其特征是副齿镶在牙轮齿圈和齿槽之间，齿顶与牙轮轴线的夹角为0-90°；

3．根据权利要求1所述的一种新型牙轮钻头切削结构，其特征是副齿直径和出露高度为主齿的20％-90％；

4．根据权利要求1所述的一种新型牙轮钻头切削结构，其特征是副齿由硬质合金齿制成；

5．根据权利要求1所述的一种新型牙轮钻头切削结构，其特征是牙轮轮尖直接铣成钢齿齿形，并在齿面上敷焊碳化钨或金刚石等耐磨材料；

6．根据权利要求1所述的一种新型牙轮钻头切削结构，其特征是牙轮轮尖钢齿为1-6个。

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