PDC复合片单牙轮钻头.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102536124A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102536124A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201210038074.5(22)申请日2012.02.20(71)申请人陕西金刚石油机械有限公司地址713800陕西省咸阳市三原县重化工业园(72)发明人刘新军孙泰林(74)专利代理机构西安吉盛专利代理有限责任公司61108代理人潘宪曾(51)Int.Cl.E21B10/52(2006.01)E21B10/25(2006.01)E21B10/18(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图22页(54)发明名称PDC复合片单牙轮钻头(57)摘要本发明公开了一种PDC复合片单牙轮钻头，特点是齿柱上钎焊金刚石PDC片，然后镶装在牙轮上，轴承采用两个O形圈与一个金属环的组合密封，实现两个O型圈分别交替密封轮槽径和环外径及环内径和轴槽径的高速旋转径向组合密封，提高了单个O形圈的密封寿命，双止推垫降低了轴承磨损速度；两级保径提高了钻头保径能力和工作稳定性；水力喷射系统喷出的高速泥浆清洗井底岩石、牙轮表面、PDC齿和携带井底岩屑上返，多组保径PDC复合片合理布置，能在超高转速条件下大幅度提高钻头的工作指标和降低钻井成本，与PDC钻头相比降低了钻头转速和PDC片的扭矩，降低了因回旋对PDC片的损坏，能大幅度提高单牙轮钻头的工作性能。CN1025364ACN102536124A权利要求书1/1页1.PDC复合片单牙轮钻头，是由钻头体(1)与牙轮(2)所组成，其特征是钻头体(1)上间隙安装牙轮(2)，钻头体(1)的下端设有轴颈槽(29)，轴颈槽(29)内安装轴O形圈(5)，轴颈槽(29)的最小外圆上有轴槽径(33)，O形圈(5)最大外径上过盈安装浮动环(4)，浮动环(4)外圆面设有环外径面(31)，浮动环(4)的外圆面设有环内径面(32)，浮动环(4)的下端间隙安装大轴套(6)，钻头体(1)的最下端依次间隙安装有上止推垫(10)、下止推垫(11)和小轴套(12)，牙轮(2)的内孔大端设有牙轮槽(28)，牙轮槽(28)内安装有轮O形圈(3)，牙轮槽(28)的最大外圆面上设有轮槽径(30)，牙轮(2)内孔的小端从内向外依次安装有小轴密封圈(13)、喷嘴密封圈(14a)和螺纹喷嘴(15a)，牙轮(2)球锥面上设有侧水槽(26)和顶水槽(27)，牙轮(2)球锥面上的侧水槽(26)和顶水槽(27)之间镶装有顶齿(16)、主齿(17)、副齿(18)和切径齿(19)，顶齿(16)、主齿(17)、副齿(18)和切径齿(19)的数量因钻头直径大小分别设置3～50个，顶齿(16)、主齿(17)、副齿(18)和切径齿(19)的齿形分别是半圆PDC片(34)或是角度PDC片(36)，或者是半圆PDC片(34)与角度PDC片(36)混合装置，半圆PDC片(34)钎焊于直角槽齿柱(35)上，半圆PDC片(34)倾角角度为8°～25°，角度PDC片(36)钎焊于圆弧槽齿柱(37)上，角度PDC片尖角度数为60°～90°，倾角度数为8°～35°，钻头体(1)的外圆面上镶装体保径齿(20)，体保径齿(20)的齿形是半圆PDC片(34)，数量是8～36个，钻头体(1)中部设有侧泥浆孔(25)、轴泥浆孔(24)和主泥浆孔(23)，侧泥浆孔(25)的下端焊接固定有喷嘴套(22)，喷嘴套(22)内依次安装喷嘴密封圈(14b)和螺纹喷嘴(15b)，钻头体(1)侧面安装有压力平衡器(21)，滚珠(9)滚动装入钻头体(1)和牙轮(2)之间，销钉(7)固定于牙轮(2)上，锥丝堵(8)旋入销钉(7)的中心孔内自锁。2.根据权利要求1所述的PDC复合片单牙轮钻头，其特征是顶齿(16)、主齿(17)、副齿(18)和切径齿(19)的数量分别是6个、24个、24个、48个，顶齿(16)、主齿(17)、副齿(18)和切径齿(19)的齿形是半圆PDC片(34)，半圆PDC片(34)钎焊于直角槽齿柱(35)上，半圆PDC片(34)倾角角度是15°，钻头体(1)的外圆面上镶装体保径齿(20)，体保径齿(20)的齿形是半圆PDC片(34)，数量是15个。3.根据权利要求1所述的PDC复合片单牙轮钻头，其特征是顶齿(16)、主齿(17)、副齿(18)和切径齿(19)的数量分别是6个、12个、12个、24个，顶齿(16)、主齿(17)、副齿(18)和切径齿(19)的齿形是角度PDC片(36)，角度PDC片(36)钎焊于圆弧槽齿柱(37)上，角度PDC片尖角度数是90°，倾角度数是25°，钻头体(1)的外圆面上镶装体保径齿(20)，体保径齿(20)的齿形是半圆PDC片(34)，数量是15个。4.根据权利要求1所