一种动力牙轮钻头.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CN108798523A(43)申请公布日2018.11.13(21)申请号201710291147.4E21B10/18(2006.01)(22)申请日2017.04.28(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)发明人曲刚李亚伟李荣刚高煜(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(51)Int.Cl.E21B10/08(2006.01)E21B10/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种动力牙轮钻头(57)摘要本发明公开了一种动力牙轮钻头，牙轮内设有转子，本体上设有定子，转子和定子组成螺杆动力马达。牙轮上设有排水孔，转子和定子之间是密封腔，密封腔向上连通进水孔，向下连通排水孔。定子上设有高压孔，密封腔上方通过高压孔连通进水孔；密封腔下方通过低压孔连通排水孔。牙轮上设有牙轮水眼，排水孔连通牙轮水眼。进水孔通过侧流道连通高压孔，定子内设有中孔和底孔，中孔上端连通侧流道，下端通过底孔连通低压孔。本发明能够解决牙轮被动转速低，牙齿间岩屑不易排除和停泵时环空易沉砂埋钻具的问题，还能将转子高频振动作用到岩石上。CN108798523ACN108798523A权利要求书1/1页1.一种动力牙轮钻头，包括本体（1）和牙轮（15），本体（1）内部设有进水孔（12）和喷嘴（13），本体（1）外部设有切削齿，其特征在于：所述牙轮（15）呈锥体结构，牙轮（15）锥面布设有牙齿，本体（1）下部呈内锥形腔，锥形腔的内表面间隔设置1-6个锥面，每个锥面上均与牙轮（15）的锥底构成旋转连接配合。2.根据权利要求1所述的动力牙轮钻头，其特征在于：所述本体（1）的内锥面上向内沿垂直锥面方向延伸有定子（16），牙轮（15）内部设有转子腔，转子腔内设有转子（20），转子（20）和定子（16）套接密封后组成螺杆动力马达，本体（1）和牙轮（15）通过螺杆动力马达构成旋转连接配合；转子（20）和定子（16）之间预设密封腔（10），定子（16）内部设有连通水孔（12）和中孔（9）的侧流道（2），转子（20）下段设有与密封腔（10）连通的低压孔（21），牙轮（15）上设有连通低压孔（21）与牙轮（15）外部的排水孔（22）。3.根据权利要求2所述的动力牙轮钻头，其特征在于：在牙轮（15）外部牙齿之间分别设有牙轮水眼（23），排水孔（22）连通每个牙轮水眼（23）。4.根据权利要求1至3任意一项所述的动力牙轮钻头，其特征在于：中孔（9）下端设有与密封腔（10）连通的底孔（17），在中孔（9）的底孔（17）上部设有限流水眼B（11）。5.根据权利要求4所述的动力牙轮钻头，其特征在于：所述侧流道（2）上设有限流水眼A（3）。6.根据权利要求5所述的动力牙轮钻头，其特征在于：所述转子（20）通过万向轴（19）连接牙轮（15），在本体（1）和牙轮（15）旋转结合部设有轴承（14）。7.根据权利要求6所述的动力牙轮钻头，其特征在于：所述转子（20）和万向轴（19）之间还设有联轴器（18）。8.根据权利要求4所述的动力牙轮钻头，其特征在于：本体（1）侧壁上设有侧孔A（4）和侧孔B（6）；所述侧孔A（4）与侧流道（2）连通，所述限流水眼A（3）安放在侧孔A（4）与侧流道（2）交汇处；所述侧孔B（6）与中孔（9）直通；所述侧孔A（4）和侧孔B（6）外部分别通过丝堵A（5）和丝堵B（7）封堵。9.根据权利要求5所述的动力牙轮钻头，其特征在于：本体（1）侧壁上设有侧孔A（4）和侧孔B（6）；所述侧孔A（4）与侧流道（2）连通，所述限流水眼A（3）安放在侧孔A（4）与侧流道（2）交汇处；所述侧孔B（6）与中孔（9）直通；所述侧孔A（4）和侧孔B（6）外部分别通过丝堵A（5）和丝堵B（7）封堵。10.根据权利要求6所述的动力牙轮钻头，其特征在于：本体（1）侧壁上设有侧孔A（4）和侧孔B（6）；所述侧孔A（4）与侧流道（2）连通，所述限流水眼A（3）安放在侧孔A（4）与侧流道（2）交汇处；所述侧孔B（6）与中孔（9）直通；所述侧孔A（4）和侧孔B（6）外部分别通过丝堵A（5）和丝堵B（7）封堵。2CN108798523A说明书1/4页一种动力牙轮钻头技术领域[0001]本发明涉及一种钻探领域的钻头，尤其是一种牙轮可以主动转动的动力牙轮钻头，可广泛应用于钻井领域。背景技术[0002]牙轮钻头是在钻头旋转时，牙齿以一定速度冲击压入岩石并滑动剪切破岩。常规钻头存在的问题是：牙轮在钻头公转时只被动自转，被动转速低；牙齿间的岩屑易堆