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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103132912A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103132912103132912A(43)申请公布日2013.06.05(21)申请号201310063623.9(22)申请日2013.02.28(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)发明人杨迎新任海涛陈炼林敏姚峰张春亮周春晓包泽军(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人管高峰钱成岑(51)Int.Cl.E21B10/16(2006.01)E21B10/50(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图10页附图10页(54)发明名称一种宽镶齿牙轮钻头(57)摘要本发明公开了一种宽镶齿牙轮钻头,属于石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻探设备技术领域,包括钻头体、至少一个牙轮,所述牙轮上镶装有牙齿,所述牙齿为宽镶齿,其4分齿顶宽度大于等于其齿柱宽度,且其齿柱的横断面为非圆形。本发明提供一种宽齿顶结构的镶齿牙轮钻头,该钻头在扩大钻头地层适应性的同时,能提高钻头牙齿及钻头的使用寿命,特别是在软地层的钻进中具有明显的优势。CN103132912ACN10329ACN103132912A权利要求书1/1页1.一种宽镶齿牙轮钻头,包括钻头体、至少一个牙轮,所述牙轮上镶装有牙齿,其特征在于:所述牙齿为宽镶齿,其4分齿顶宽度大于等于其齿柱宽度,且其齿柱的横断面轮廓为非圆形。2.如权利要求1所述的宽镶齿牙轮钻头,其特征在于:所述宽镶齿的4分齿顶宽度大于等于其齿柱长度。3.如权利要求2所述的宽镶齿牙轮钻头,其特征在于:所述宽镶齿的下部齿柱与上部出露部分经台阶过渡。4.如权利要求1所述的宽镶齿牙轮钻头,其特征在于:所述宽镶齿齿柱的横截面形状为两头半圆的圆角矩形。5.如权利要求1所述的宽镶齿牙轮钻头,其特征在于:所述宽镶齿齿柱的横截面形状为椭圆形。6.如权利要求1所述的宽镶齿牙轮钻头,其特征在于:所述宽镶齿齿柱的横截面轮廓由至少两个圆相交构成的外轮廓而形成。7.如权利要求6所述的宽镶齿牙轮钻头,其特征在于:所述宽镶齿齿柱的横截面形状为三圆梭形。8.如权利要求1所述的宽镶齿牙轮钻头,其特征在于:所述宽镶齿齿柱的横截面轮廓由至少两个圆弧经由直线段或曲线段连接构成。9.如权利要求8所述的宽镶齿牙轮钻头,其特征在于:所述宽镶齿齿柱的横截面轮廓为两边优弧,中间曲线段或直线段连接而成。10.如权利要求1至9中任一权利要求中所述的宽镶齿牙轮钻头,其特征在于:所述宽镶齿为硬质合金牙齿,或金刚石做表面加强的硬质合金复合齿,或孕镶金刚石牙齿。2CN103132912A说明书1/6页一种宽镶齿牙轮钻头技术领域[0001]本发明属于石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻探设备技术领域,具体的讲涉及一种牙轮钻头。背景技术[0002]钻头是钻井工程中用以破碎岩石、形成井筒的破岩工具。牙轮钻头是钻井工程中常用的破岩工具。三牙轮钻头主要以冲击压碎的形式破碎岩石,即牙齿通过对岩石的冲击、挤压和伴有少量的滑移刮切来破碎岩石。目前钻井工程中所使用的三牙轮钻头包括钢齿钻头(又称铣齿钻头)和硬质合金齿钻头(又称镶齿钻头)。铣齿牙轮钻头是在牙轮坯体上直接铣出切削齿,切削齿材料与牙轮本体材料相同,一般为钢质材料,齿的强度较低、耐磨性较差,一般用于软地层。由于牙齿的尺寸大(齿顶宽度和出露高度均较大),故铣齿钻头在软地层的钻进中破岩效率高;但由于切削齿材料的限制,钻头切削齿易发生强度失效和磨损失效。为提高切削齿的耐磨性,一般要在钢齿表面进行强化处理,或敷焊耐磨合金以提高其表面强度及耐磨性,但处理后的表面强化层或敷焊层厚度有限,表层强度及耐磨性仍不及硬质合金,处理后的钢齿与硬质合金牙齿相比仍有较大差距。铣齿牙轮钻头的切削齿寿命不高,限制了其使用寿命及其在较硬或研磨性强的地层中的应用。镶齿钻头在牙轮本体预留的齿孔内用过盈配合或焊接等方式镶固硬质合金牙齿(以下简称硬质合金齿或牙齿),硬质合金齿的硬度和耐磨性明显优于钢齿,一般用于较硬地层。镶齿牙轮钻头的牙齿尺寸较小(特别是齿顶宽度小),且其齿顶宽度均明显小于下部镶固部分的直径,所形成的较尖锐的牙齿头部能较好地适应较硬地层的破岩。但由于牙齿尺寸小,镶齿牙轮钻头在软地层的钻进效率明显不及铣齿牙轮钻头。而且,在实际工程中,地层复杂多变,并非单一的软地层或硬地层,而常见存在有硬夹层的地层、软硬交错地层及不均质地层,在这种情况下,现有钢齿钻头(又称铣齿钻头)和硬质合金齿钻头(又称镶齿钻头)使用效果都大打折扣。发明内容[0003]本发明的目的在于:提供一种宽齿顶镶齿牙轮钻头,该钻头在扩大钻头地层适应性的同时,能