一种牙轮-PDC切削结构复合钻头.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CN109519128A(43)申请公布日2019.03.26(21)申请号201910051044.X(22)申请日2019.01.18(71)申请人沧州格锐特钻头有限公司地址062450河北省沧州市河间市河间瀛洲经济开发区(72)发明人张占奎(74)专利代理机构成都弘毅天承知识产权代理有限公司51230代理人马林中(51)Int.Cl.E21B10/46(2006.01)E21B10/50(2006.01)E21B10/54(2006.01)E21B10/43(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图11页(54)发明名称一种牙轮-PDC切削结构复合钻头(57)摘要本发明公开了一种牙轮-PDC切削结构复合钻头，涉及石油、天然气和地质钻井用的混合钻头技术领域，主要解决现有混合钻头钻井效率低和不利于排碎岩的技术问题，包括互相连接的钻头冠部和钻头基部，钻头冠部顶面设置有三个牙轮爪，牙轮爪上焊接有牙轮轴，牙轮轴上通过轴承连接有牙轮体，牙轮体主锥、副锥和背锥上分别设置有牙轮切削齿，相邻牙轮爪之间焊接有保持座，保持座上焊接有金刚石齿组，金刚石齿组包括保径齿组和顶部齿组，顶部齿组正下方设置有排岩结构，排岩结构包括排岩通道，排岩通道底部接通有三个排岩口，钻头基部底部设置有连接固定结构；本发明具有钻井效率高、排碎岩充分、钻头拆装更换方便和可靠度高的优点。CN109519128ACN109519128A权利要求书1/1页1.一种牙轮-PDC切削结构复合钻头，包括互相连接的钻头冠部(1)和钻头基部(2)，所述钻头冠部(1)顶面按圆周方向均匀设置有三个牙轮爪(3)，牙轮爪(3)上焊接有牙轮轴(4)，牙轮轴(4)上通过轴承连接有牙轮体(5)，其特征在于，牙轮体(5)主锥、副锥和背锥上分别设置有形状不同的牙轮切削齿(5.1)，相邻牙轮爪(3)之间的钻头冠部(1)上焊接有一个保持座(6)，三个保持座(6)上焊接有同一个金刚石齿组，金刚石齿组包括互相连接的保径齿组(7)和顶部齿组(8)，顶部齿组(8)正下方设置有接通钻头冠部(1)和钻头基部(2)的排岩结构(9)，排岩结构(9)包括开设在钻头冠部(1)顶面中央的排岩通道(9.1)，排岩通道(9.1)底部接通有三个分别开设在钻头基部(2)外壁中部上的排岩口(9.2)，排岩通道(9.1)截面呈三角形并且三角形的三条边分别正对一个排岩口(9.2)，钻头基部(2)呈柱形并且底部设置有连接固定结构(10)。2.根据权利要求1所述的一种牙轮-PDC切削结构复合钻头，其特征在于，所述保径齿组(7)包括三个分别焊接在保持座(6)上并且垂直于钻头冠部(1)顶面的金属支柱(7.1)，顶部齿组(8)包括三个分别连接不同金属支柱(7.1)顶部的金属承梁(8.1)，三个金属承梁(8.1)均平行于钻头冠部(1)顶面并且在钻头冠部(1)顶面中央正上方焊接在一起，金属支柱(7.1)和金属承梁(8.1)的同一侧面上均匀固定有若干金刚石切削齿(11)。3.根据权利要求1所述的一种牙轮-PDC切削结构复合钻头，其特征在于，所述排岩通道(9.1)底部中央固定有呈圆台形的辅助排岩结构(12)，辅助排岩结构(12)上窄下宽并且外壁光滑内凹，辅助排岩结构(12)底部外径与钻头基部(2)外径相同。4.根据权利要求1所述的一种牙轮-PDC切削结构复合钻头，其特征在于，所述连接固定结构(10)包括开设在钻头基部(2)底面中央的连接柱槽(10.1)，连接柱槽(10.1)内壁上焊接有两个相互对称的弧形金属块(10.2)，弧形金属块(10.2)底面与钻头基部(2)底面共面，两个弧形金属块(10.2)之间存在间隙并且弧形金属块(10.2)的弧度大于间隙的弧度，弧形金属块(10.2)与连接柱槽(10.1)内底面的间距范围为0.5cm～3cm，弧形金属块(10.2)底面中央按圆周方向均匀开有若干垂直于连接柱槽(10.1)内底面的螺纹通孔(10.3)，螺纹通孔(10.3)穿通连接柱槽(10.1)内底面并进入钻头基部(2)1.5cm～3cm。5.根据权利要求4所述的一种牙轮-PDC切削结构复合钻头，其特征在于，所述两个弧形金属块(10.2)内壁靠近连接柱槽(10.1)内底面的部分均设置有螺纹槽(10.4)，螺纹槽(10.4)的旋合长度范围在1cm～2cm之间，弧形金属块(10.2)与连接柱槽(10.1)内底面的间距为3cm。6.根据权利要求1至5中任意一条所述的一种牙轮-PDC切削结构复合钻头，其特征在于，所述保径齿组(7)外径比钻头冠部(1)顶面外径大1～4mm，顶部齿组(8)比牙轮体(5)最高齿矮1～4mm。7.根据权利要求1至5中任意一条所述的一种牙轮-PDC切削结构复合钻头，其特征在于，