一种防憋钻钻头.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CN109973017A(43)申请公布日2019.07.05(21)申请号201711466842.6(22)申请日2017.12.28(71)申请人中石化石油工程技术服务有限公司地址100101北京市朝阳区北辰西路8号北辰世界中心A座703申请人中石化胜利石油工程有限公司中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院(72)发明人曲刚李荣刚李亚伟(74)专利代理机构东营双桥专利代理有限责任公司37107代理人侯华颂李勇(51)Int.Cl.E21B10/08(2006.01)E21B10/20(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种防憋钻钻头(57)摘要本发明公开了一种防憋钻钻头，包括上本体、下本体、牙轮和牙齿，其中：下本体悬挂连接于上本体下方，且上本体和下本体之间构成旋转限位配合；牙轮呈锥体结构，牙轮沿其中心轴线与下本体构成旋转配合；在牙轮腰锥段悬挂有滚轮组件，滚轮组件沿牙轮中心轴线形成轴向滑动、周向滚动配合。本发明实现了在钻压过大和钻头扭矩过大时，对牙齿吃入岩石深度的限制，减小了牙轮钻头转动阻力和扭矩，避免憋钻个松扣，保护钻头牙齿，减小了对钻头和钻柱都产生的破坏力，并能够改变扭矩控制器将钻头所承受的扭矩限定在一定范围。CN109973017ACN109973017A权利要求书1/1页1.一种防憋钻钻头，包括上本体（1）、下本体（6）、牙轮（13）和分布在上本体（1）、下本体（6）、牙轮（13）上的牙齿，其特征在于：下本体（6）悬挂连接于上本体（1）下方，且上本体（1）和下本体（6）之间构成旋转限位配合；牙轮（13）呈锥体结构，牙轮（13）沿其中心轴线与下本体（6）构成旋转配合；在牙轮（13）腰锥段悬挂有滚轮组件，滚轮组件沿牙轮（13）中心轴线形成轴向滑动、周向滚动配合。2.根据权利要求1所述的一种防憋钻钻头，其特征在于：上本体（1）下方通过悬挂装置（12）与下本体（6）连接，在上本体（1）和下本体（6）的对合部通过扭矩控制器（4）进行旋转限位配合，在上本体（1）下表面伸出环形凸台，该环形凸台上设有齿构成上齿轮（3）；下本体（6）内设有向内向下倾斜的凹槽，下本体（6）内设凹槽内设有外圆内方的四方套筒（8）；在牙轮（13）内设有顶孔（9），下本体（6）内设凹槽与牙轮（13）内设顶孔（9）保持同轴线；四方套筒（8）向下深入到牙轮（13）内设顶孔（9）内，四方套筒（8）内装有外方的四方轴套（10），四方轴套（10）与四方套筒（8）构成轴向滑动和周向限定转动的螺旋传动副；在四方轴套（10）轴向设有螺纹孔，螺纹孔内装有螺栓（7），螺栓顶部固定连接有与上齿轮（3）互相啮合的下齿轮（5）；在四方轴套（10）底部悬挂有驱动臂（15），四方轴套（10）和驱动臂（15）构成旋转配合，且四方轴套（10）与螺栓（7）轴向旋转配合并带动驱动臂（15）沿牙轮中心轴线往复运动；牙轮（13）腰锥表面开设有底孔（11），驱动臂（15）装在牙轮（13）内，滚轮（17）通过推力轴承（16）连接在驱动臂（15）外周；驱动臂（15）连同滚轮（17）沿螺栓（7）轴向运动上止点时，滚轮（17）缩入牙轮（13）外表面；前述驱动臂（15）、推力轴承（16）和滚轮（17）组成滚轮组件。3.根据权利要求2所述的一种防憋钻钻头，其特征在于：所述驱动臂（15）为多叉臂结构，牙轮表面也对应叉臂数量开设有多个底孔（11），每个叉臂的外周都通过推力轴承（16）连接滚轮（17）。4.根据权利要求3所述的一种防憋钻钻头，其特征在于：所述驱动臂（15）为十字形四叉臂结构；牙轮（13）数量是3个；每个牙轮（13）上均装有一个滚轮组件。5.根据权利要求2所述的一种防憋钻钻头，其特征在于：所述扭矩控制器（4）包括分别固定在上本体（1）和下本体（6）上的上凸台（18）和下凸台（20），上凸台（18）和下凸台（20）之间装有弹性的形变装置（19）。6.根据权利要求5所述的一种防憋钻钻头，其特征在于：所述形变装置（19）为弹簧。7.根据权利要求6所述的一种防憋钻钻头，其特征在于：所述扭矩控制器（4）在沿钻头截面圆周布置多个。8.根据权利要求2-7任意一项所述的一种防憋钻钻头，其特征在于：所述悬挂装置（12）包括悬挂轴承（2）。9.根据权利要求2-7所述的一种防憋钻钻头，其特征在于：在所述四方轴套（10）和顶孔（9）内壁之间安装有扶正器（14）。2CN109973017A说明书1/3页一种防憋钻钻头技术领域[0001]本发明涉及石油钻井工具领域的一种防憋钻工具，尤其是一种防憋钻钻头。背景技术[0002]常规牙轮钻头利用牙齿是在钻头旋转时，在一定钻压下牙齿冲击压入岩石并滑动剪切破岩。当钻压增加时，牙轮滚动阻力