一种复合式强切削单牙轮钻头.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111411900A(43)申请公布日2020.07.14(21)申请号202010175527.3(22)申请日2020.03.13(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号西南石油大学(72)发明人张德荣胡林孔春岩黄泽贵孙成龙陈益丽赵路(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人张德才(51)Int.Cl.E21B10/50(2006.01)E21B10/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种复合式强切削单牙轮钻头(57)摘要本发明公开一种复合式强切削单牙轮钻头，涉及钻探设备技术领域，主要结构包括牙爪、球形上牙轮和锥形下牙轮。齿带上布置有切削齿，牙轮上有带槽与切削齿齿带配合。牙爪上设置有轴颈，牙轮与轴颈相连接。牙轮携齿带在钻进过程中既随钻头体共转，又随牙爪轴颈自转，以实现刮切破碎岩石的任务。本发明的一种复合式强切削单牙轮钻头，采用模块化布齿原则，将原本单一的牙轮分为球形上牙轮，锥形下牙轮。提高钻头的破岩效率增强钻头的切削能力，延长钻头的使用寿命。CN111411900ACN111411900A权利要求书1/1页1.一种复合式强切削单牙轮钻头，其特征在于，包括牙爪、球形上牙轮和锥形下牙轮；所述球形上牙轮设置于所述牙爪的中部，所述锥形下牙轮设置于所述牙爪的下部；所述牙爪上设置有牙爪轴颈、第一钻井液流道、第二钻井液流道和导储油通道；所述第一钻井液流道设置于所述牙爪上部，所述第二钻井液流道设置于所述牙爪底部，所述第一钻井液流道和所述第二钻井液流道均与所述牙爪内部通道相连通，所述导储油通道设置于所述第二钻井液流道斜下方；所述第一钻井液流道出口端设置有上喷嘴，所述第二钻井液流道出口端设置有下喷嘴；所述球形上牙轮外表面上设置有多个第一带槽，所述第一带槽内装配有第一圆弧模块化齿带和第二圆弧模块化齿带；所述锥形下牙轮外表面上设置有多个第二带槽，所述第二带槽装配有第一圆锥模块化齿带和第二圆锥模块化齿带。2.根据权利要求1所述的复合式强切削单牙轮钻头，其特征在于，所述牙爪的上部设置有多个保径齿。3.根据权利要求1所述的复合式强切削单牙轮钻头，其特征在于，所述牙爪与所述球形上牙轮之间设置有钢球，所述球形上牙轮上设置有一销塞孔，从所述销塞孔中装入所述钢球，所述球形上牙轮与所述牙爪通过所述钢球锁紧，所述销塞孔用销塞封堵，所述牙爪与所述锥形下轮之间通过卡环锁紧。4.根据权利要求1所述的复合式强切削单牙轮钻头，其特征在于，所述第一带槽为斜圆弧带槽，所述第一带槽的投影与x轴之间的夹角为0°～75°。5.根据权利要求1所述的复合式强切削单牙轮钻头，其特征在于，所述球形上牙轮外表面上设置有不少于6条所述第一带槽。6.根据权利要求1所述的复合式强切削单牙轮钻头，其特征在于，所述第二带槽为斜螺旋带槽，所述第二带槽的锥形螺纹线为螺纹线30°～50°，螺距300mm～500mm。7.根据权利要求1所述的复合式强切削单牙轮钻头，其特征在于，所述锥形下牙轮外表面上设置有不少于5条所述第二带槽。8.根据权利要求1所述的复合式强切削单牙轮钻头，其特征在于，所述第一圆弧模块化齿带和所述第二圆弧模块化齿带为同旋向齿带，与x轴夹角为0°～75°；第一圆锥模块化齿带、第二圆锥模块化齿带的锥形螺纹线30°～50°，螺距300mm～500mm。9.根据权利要求1所述的复合式强切削单牙轮钻头，其特征在于，第一带槽和第二带槽为燕尾槽或矩形槽。10.根据权利要求1所述的复合式强切削单牙轮钻头，其特征在于，所述导储油通道的进口端设置有橡胶膜和压盖。2CN111411900A说明书1/4页一种复合式强切削单牙轮钻头技术领域[0001]本发明涉及钻探设备技术领域，特别是涉及一种复合式强切削单牙轮钻头。背景技术[0002]钻头是钻井工程用以破碎岩石、形成井下通道。目前钻井工程中使用的钻头主要有牙轮钻头和金刚石钻头。[0003]牙轮钻头上的牙轮通过轴承系统与钻头体形成转动连接，钻头工作时，钻头体旋转带动牙轮绕钻头轴线转动的同时，牙轮还会绕自身的轴线转动，牙轮上的切削齿在上述两种运动的合成下作复杂的复合运动，牙轮钻头属非固定切削齿钻头。[0004]PDC钻头主要有四个组成部分，即聚晶金刚石复合片、喷嘴、胎体(钢体)以及钻头体。在机械的带动下旋转钻头会产生旋转，从而带动整个钻头产生向心运动，并通过切削、研磨使岩石发生裂痕并破碎，起到向下钻探的作用，在井底形成同心圆破碎带，为了及时将井底被钻头破碎的岩屑携带至地面，同时也为了清洗钻头和冷却切削齿，PDC钻头上还需具有水力结构。水力结构通常由钻头内流道、外流道和喷射孔组成。[0005]PDC齿连续不断地切削岩石