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(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CN107461155A(43)申请公布日2017.12.12(21)申请号201710201611.6E21B10/22(2006.01)(22)申请日2017.03.30E21B10/50(2006.01)(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(72)发明人林铁军刘洋练章华何勇牟易升郑宇雷中清(74)专利代理机构北京中索知识产权代理有限公司11640代理人霍春月(51)Int.Cl.E21B10/08(2006.01)E21B10/18(2006.01)E21B10/24(2006.01)E21B10/25(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头(57)摘要本发明公开了一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头,包括牙轮总成一、牙轮总成二、牙轮总成三、硬质合金齿、喷嘴、牙掌焊缝、牙掌体;三个牙轮总成均由小滚柱、大滚柱、牙轮壳体、锁紧钢球、碳化钨敷焊层、铜环、保径齿、密封组合、滑块组合、牙齿组成;三个牙轮总成分别镶装在三个牙掌体下端,三片牙掌体焊接为一体,三个牙掌体的上部构成钻头体,三个牙轮总成与三个牙掌体轴承配合连接,通过轴承实现相对转动;所述轴承由大滚柱、小滚柱的复合轴承、锁紧钢球、牙掌体、镶嵌铜环、牙轮壳体、密封组合组成,铜环为耐磨的铜合金材料制成,与牙掌体轴承上的大轴圆柱面过盈配合镶装。本发明所提供的钻头能够实现高速运转,且密封性高、耐高温性强。CN107461155ACN107461155A权利要求书1/2页1.一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头,包括牙轮总成一(1)、牙轮总成二(2)、牙轮总成三(3)、硬质合金齿(4)、喷嘴(5)、牙掌焊缝(6)、牙掌体(9);所述牙轮总成一(1)、牙轮总成二(2)、牙轮总成三(3)结构相同,其特征在于,所述牙轮总成一(1)、牙轮总成二(2)、牙轮总成三(3)均包括小滚柱(7)、大滚柱(8)、牙轮壳体(10)、锁紧钢球(11)、碳化钨敷焊层(12)、铜环(13)、保径齿(14)、密封组合(15)、滑块组合(16)、牙齿;三个牙轮总成分别镶装在三个牙掌体(9)下端,三片带牙轮的牙掌体(9)焊接为一体,三个牙掌体(9)的上部构成钻头体,三个牙轮总成与三个牙掌体(9)的轴承配合连接,通过轴承实现相对转动;所述牙掌体(9)的轴承的内圈部分结构为上小下大的定轴构成,上端作为小圆柱面,下端作为大圆柱面,大滚柱(8)、小滚柱(7)作为滚珠,分别设在内圈的大圆柱面和小圆柱面上,牙轮壳体作为外圈,锁紧钢球(11)卡设在大滚柱(8)和小滚柱(7)之间,镶嵌铜环(13)安装于大圆柱面和大滚柱(8)之间,牙轮壳体(10)套设在轴承外侧,通过大滚柱(8)、小滚柱(7)实现转动,大滚柱(8)下方设有密封组合(15),铜环(13)为耐磨的铜合金材料制成,与轴承的大圆柱面过盈配合镶装。2.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头,其特征在于,所述牙掌体(9)表面设有钻孔,钻孔内镶嵌有硬质合金齿(4),硬质合金齿(4)与钻孔采用过盈配合。3.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头,其特征在于,所述钻头体上安设有喷嘴座,喷嘴座的喷孔中安设有喷嘴(5),喷嘴(5)所用材料为耐冲蚀的钨钴合金材料。4.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头,其特征在于,所述牙齿表面设有碳化钨敷焊层(12),保证牙齿可以承受井下150℃高温,同时碳化钨敷焊层(12)具有极强的耐磨性,能够抵抗干热岩的碾磨作用。5.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头,其特征在于,所述轴承中注入合成润滑油及添加剂,提高轴承内部抗高温润滑性能。6.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头,其特征在于,所述密封组合(15)由密封圈一(150)和密封圈二(151)组成,密封圈一(150)和密封圈二(151)均为唇口朝内的V型密封圈,密封圈一(150)套设在密封圈二(151)外侧,实现轴承与牙轮壳体(10)的密封,V型密封圈采用添加有纤维增强碳氟化合物的橡胶制成,具有耐高温特性。7.根据权利要求书1所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头,其特征在于,所述大滚柱(8)、牙掌轴承(9)、镶嵌铜环(13)、牙轮壳体(10)、滑块组合(16)组成滚滑轴承,滑块组合(16)设置于牙轮壳体(10)之内,与大滚柱(8)间隔设置,大滚柱(8)作为滚动轴承,滑块组合(16)作为滑动轴承,两种轴承结构相互配合,防止大滚柱(8)应力过大发生压溃。8.根据权利要求书7所述一种地热勘探钻井用高速三牙轮钻头,其特征在于,所述滑块组合(16)包括丁腈橡胶圈(160)和金属滑块(1