CN109469446A - 一种具有排屑结构的牙轮钻头 - Google Patents

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/08—Roller bits
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    • E21B10/22—Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details
    • E21B10/25—Roller bits characterised by bearing, lubrication or sealing details characterised by sealing details

Abstract

本发明公开了一种具有排屑结构的牙轮钻头，涉及牙轮钻头技术领域，解决了现有牙轮钻头容易因为进屑导致失效的问题，本发明包括牙撑与牙轮，牙撑内侧面通过轴承机构与牙轮底面连接配合，牙轮底面上在轴承机构四周设置有密封层，牙轮底面上在密封层外围开设有环形的排屑槽，排屑槽的横截面为直角三角形且直角三角形的斜边朝向牙轮外围，牙轮底面上在排屑槽内侧设置有环形的挡圈，牙撑内侧面上开设有与挡圈配合的环形槽，牙撑底部末端开设有用于排屑槽的排屑缺口。

Description

一种具有排屑结构的牙轮钻头
技术领域
本发明涉及牙轮钻头技术领域，更具体的是涉及一种具有排屑结构的牙轮钻头。
背景技术
牙轮钻头是使用最广泛的一种钻井钻头。牙轮钻头在旋转时具有冲击、压碎和剪切破碎地层岩石的作用，所以，牙轮钻头能够适应软、中、硬的各种地层。特别是在喷射式牙轮钻头和长喷嘴牙轮钻头出现后，牙轮钻头的钻井速度大大提高，是牙轮钻头发展史上的一次重大革命。牙轮钻头按牙齿类型可分为铣齿(钢齿)牙轮钻头、镶齿(牙轮上镶装硬质合金齿)牙轮钻头；按牙轮数目可分为单牙轮钻头、三牙轮钻头和组装多牙轮钻头。
现有的牙轮钻头在工作过程中，牙轮挤压、切削岩层产生的碎屑容易进入到牙轮底面与牙掌之间的缝隙中，并进入到密封层处。随着碎屑的增加以及碎屑与密封层长时间的摩擦，密封层会逐渐被磨损，进而碎屑会严重影响到连接牙轮与牙掌的轴承机构的正常工作，甚至导致轴承失效，进而使整个牙轮钻头报废。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决现有牙轮钻头容易因为进屑导致失效的问题，本发明提供一种具有排屑结构的牙轮钻头。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种具有排屑结构的牙轮钻头，包括牙撑与牙轮，牙撑内侧面通过轴承机构与牙轮底面连接配合，牙轮底面上在轴承机构四周设置有密封层，牙轮底面上在密封层外围开设有环形的排屑槽，排屑槽的横截面为直角三角形且直角三角形的斜边朝向牙轮外围，牙轮底面上在排屑槽内侧设置有环形的挡圈，牙撑内侧面上开设有与挡圈配合的环形槽，牙撑底部末端开设有用于排屑槽的排屑缺口。
进一步地，牙撑底部内侧面上在排屑缺口一侧设置有伸入排屑槽的排屑挡块，排屑挡块面对牙轮旋转方向的一侧侧面为斜面，斜面朝向排屑缺口。
进一步地，排屑槽横截面的直角三角形中的斜边与牙轮底面所在平面之间的夹角小于45°。
进一步地，挡圈外径等于排屑槽的内径。
进一步地，排屑槽的外径小于牙轮底面的直径。
本发明的有益效果如下：
本发明利用挡圈与环形槽的配合保证碎屑不会影响密封层，同时排屑槽对进入牙撑内侧面与牙轮底面之间的碎屑进行收集，在牙轮旋转过程中，碎屑随着排屑槽旋转至与牙撑底部的排屑缺口对应并由排屑缺口排出，本发明不仅可以保证密封层的正常使用，同时也可以对碎屑进行自动的排出，进一步保证牙轮钻头的正常使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图(剖视)；
图2是图1的右视图；
附图标记：1-牙轮，2-轴承机构，3-排屑槽，4-挡圈，5-环形槽，6-牙撑，7-密封层，8-排屑挡块，9-排屑缺口。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种具有排屑结构的牙轮钻头，包括牙撑6与牙轮1，牙撑6内侧面通过轴承机构2与牙轮1底面连接配合，牙轮1底面上在轴承机构2四周设置有密封层7，牙轮1底面上在密封层7外围开设有环形的排屑槽3，排屑槽3的横截面为直角三角形且直角三角形的斜边朝向牙轮1外围，牙轮1底面上在排屑槽3内侧设置有环形的挡圈4，牙撑6内侧面上开设有与挡圈4配合的环形槽5，牙撑6底部末端开设有用于排屑槽3的排屑缺口9。
工作原理：牙撑6内侧面通过轴承机构2与牙轮1底面连接配合，牙撑6内侧面与牙轮1底面之间会存在缝隙，在牙轮1钻头工作工程中，岩层碎屑会进入牙撑6内侧面与牙轮1底面之间的缝隙中，挡圈4与环形槽5的配合将缝隙内部的通道封闭，碎屑无法靠近密封层7，进而碎屑会进入排屑槽3中，随着牙轮1的自转，碎屑随排屑槽3旋转至与牙撑6末端的排屑缺口9对应，由于排屑槽3横截面为直角三角形，所以碎屑在重力作用下非常容易就沿排屑槽3滑下并通过排屑缺口9排出。
附图图1与附图图2只是表现了牙轮钻头中的一组牙轮1与牙撑6，实际应用过程中，牙轮钻头可以是单牙轮钻头也可以是多牙轮钻头。
本发明利用挡圈与环形槽的配合保证碎屑不会影响密封层，同时排屑槽对进入牙撑内侧面与牙轮底面之间的碎屑进行收集，在牙轮旋转过程中，碎屑随着排屑槽旋转至与牙撑底部的排屑缺口对应并由排屑缺口排出，本发明不仅可以保证密封层的正常使用，同时也可以对碎屑进行自动的排出，进一步保证牙轮钻头的正常使用。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上进行改进：
牙撑6底部内侧面上在排屑缺口9一侧设置有伸入排屑槽3的排屑挡块8，排屑挡块8面对牙轮1旋转方向的一侧侧面为斜面，斜面朝向排屑缺口9。
排屑挡块8设置在排屑缺口9处，当碎屑随排屑槽3旋转至排屑挡块8处时，排屑挡块8刮起排屑槽3中的碎屑并通过其上的斜面将碎屑排向排屑缺口9，碎屑通过排屑缺口9排出。排屑挡块8起到排屑的导向作用以及保证排屑槽3中的碎屑完全排出。
实施例3
本实施例是在实施例1的基础上进行改进：
排屑槽3横截面的直角三角形中的斜边与牙轮1底面所在平面之间的夹角小于45°。
以上设置使排屑槽3的斜边侧面更陡，排屑槽3中的碎屑可以更轻松的落下。
实施例4
本实施例是在以上实施例的基础上进行改进：
挡圈4外径等于排屑槽3的内径。
这样的话，挡圈4的外圆周面与排屑槽3的内壁处于同一曲面上，碎屑在进入牙撑6内侧面与牙轮1底面之间时，碎屑会全部落入排屑槽3中而不会在牙撑6内侧面与牙轮1底面之间堆积。
实施例5
本实施例是在以上实施例的基础上进行改进：
排屑槽3的外径小于牙轮1底面的直径。
以上设置使排屑槽3外围与牙轮1底面外围有一定距离，碎屑在进入牙撑6内侧面与牙轮1底面之间时，其中体积较大的碎屑会经过牙撑6内侧面与牙轮1底面的相互挤压而粉碎，进而落入排屑槽3中。防止体积较大的碎屑直接进入排屑槽3中，进而避免在排出时可能卡住。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种具有排屑结构的牙轮钻头，包括牙撑(6)与牙轮(1)，牙撑(6)内侧面通过轴承机构(2)与牙轮(1)底面连接配合，牙轮(1)底面上在轴承机构(2)四周设置有密封层(7)，其特征在于：牙轮(1)底面上在密封层(7)外围开设有环形的排屑槽(3)，排屑槽(3)的横截面为直角三角形且直角三角形的斜边朝向牙轮(1)外围，牙轮(1)底面上在排屑槽(3)内侧设置有环形的挡圈(4)，牙撑(6)内侧面上开设有与挡圈(4)配合的环形槽(5)，牙撑(6)底部末端开设有用于排屑槽(3)的排屑缺口(9)。
2.根据权利要求1所述的具有排屑结构的牙轮钻头，其特征在于：牙撑(6)底部内侧面上在排屑缺口(9)一侧设置有伸入排屑槽(3)的排屑挡块(8)，排屑挡块(8)面对牙轮(1)旋转方向的一侧侧面为斜面，斜面朝向排屑缺口(9)。
3.根据权利要求1所述的具有排屑结构的牙轮钻头，其特征在于：排屑槽(3)横截面的直角三角形中的斜边与牙轮(1)底面所在平面之间的夹角小于45°。
4.根据权利要求1所述的具有排屑结构的牙轮钻头，其特征在于：挡圈(4)外径等于排屑槽(3)的内径。
5.根据权利要求1所述的具有排屑结构的牙轮钻头，其特征在于：排屑槽(3)的外径小于牙轮(1)底面的直径。
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