CN205858182U - 一种定向钻井用牙轮钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种定向钻井用牙轮钻头，包括钻头体，钻头体上设有牙掌及对应牙轮，牙掌上方的钻头体上设有径向凸起的扶正保径稳定器，扶正保径稳定器的外径等于或小于牙掌处钻头体的最大外径，扶正保径稳定器的外径与牙掌处钻头体的最大外径之间的差值为0～15mm。本实用新型在使用中能够有效减小、甚至消除牙轮的偏转受力，进而增强了钻头的稳定性，减轻了对钻头上轴承的冲击，延长了钻头的使用寿命，同时使定向井打出的井眼更为光滑。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种牙轮钻头，具体是一种定向钻井用牙轮钻头。
背景技术
牙轮钻头是油气井钻井、地质钻探作业等领域广泛应用的破岩钻具，其主要由钻头体、牙掌、牙轮组成。
牙轮钻头在钻进过程中，牙轮受到井下岩层的抵抗力，这种抵抗力及钻柱旋转会迫使牙轮发生偏转受力，进而，不仅容易损坏牙轮上的轴承，而且还会影响钻井质量、尤其定向钻井更突出。为了解决牙轮钻头在钻进过程中所存在的问题，行业内所采取的措施是在钻头体上设置扶正保径的稳定结构，常见的扶正保径稳定结构是在牙掌的背面镶嵌多颗径向外凸起的保径齿。在实际应用中，此种扶正保径稳定结构只能起到防止钻头体直径早期磨损的作用，扶正稳定的效果非常有限，其不能有效解决现有牙轮钻头在钻进中所存在的问题。
此外，现有牙轮钻头的牙轮上所镶嵌的切削齿的直径约为14mm，此规格切削齿虽能有利于吃入岩层，但其规格尺寸过小，存在结构强度低、易断齿失效的问题，不够可靠。
基于上述牙轮钻头所存在的问题，现有技术中出现了各种具有扶正保径稳定结构的牙轮钻头，但这些技术绝大部分是在钻头体的圆周上镶嵌径向凸起的保径齿，其与牙掌背面镶嵌保径齿的技术相差无几，扶正稳定效果非常有限，实用性差。
发明内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、有效实现扶正保径的稳定功能、可靠实用的定向钻井用牙轮钻头。
本实用新型的技术方案是：一种定向钻井用牙轮钻头，包括钻头体，所述钻头体上设有牙掌及对应的牙轮，所述牙掌上方的钻头体上设有径向凸起的扶正保径稳定器，所述扶正保径稳定器的外径等于或小于牙掌处钻头体的最大外径，扶正保径稳定器的外径与牙掌处钻头体的最大外径之间的差值为0～15mm。
进一步的：所述扶正保径稳定器上的圆周上布置有多道内凹的排屑槽。
进一步的：所述扶正保径稳定器的外壁上镶嵌有多颗外凸的保径齿。
进一步的：所述牙轮上镶嵌有多颗切削齿，每颗切削齿的直径是16～18mm。
进一步的：所述钻头体的有效长度为550～630mm。
进一步的：所述钻头体为整体成型结构或分段组合结构。
进一步的：所述牙掌的背面镶嵌有多颗保径齿。
本实用新型的有益效果是：
1. 通过在钻头体上增加扶正保径稳定器，从而在使用中能够有效减小、甚至消除牙轮的偏转受力，进而增强了钻头的稳定性，减轻了对钻头上轴承的冲击，延长了钻头的使用寿命，同时使定向井打出的井眼更为光滑；另外，此种具有扶正保径稳定器，还具有能够帮助消除因定向井井眼弯曲而导致的轨迹不光滑等缺点，其在不影响定向轨迹的同时，提高了机械钻速和钻头综合使用指标，并防止了牙轮落井事故的发生；
2. 上述扶正保径稳定器上的排屑槽结构，能够有效排出岩屑，避免堵塞，方便而简单；
3. 上述扶正保径稳定器的外壁和牙掌背面所设置的的多颗保径齿，使扶正、保径的稳定效果更好；
4. 加大直径的切削齿在保证顺利切入岩层的同时，有效且大幅的增强了切削齿的结构强度，减少、甚至消除了钻头早期断碎齿的现象，使用更加可靠，寿命更长。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图。
图2是图1的仰视图。
图中标号含义：1—钻头体；2—牙掌；3—牙轮；4—切削齿；5—上接头；6—扶正保径稳定器；7—排屑槽；8—保径齿。
具体实施方式
参见图1、2所示，一种定向钻井用的牙轮钻头，包括钻头体1，该钻头体1相较普通的牙轮钻头而言，在其轴向长度和上部的径向结构做出了明显变化，具体如下。
本实用新型包括钻头体1、三个牙掌2和三个牙轮3。其中，钻头体1的有效长度的取值范围为550～630mm，此值过小不利于本实用新型发明目的的形成，此值过大将会影响钻井使用，因而在其区间内合理选择，例如550 mm、600 mm或630mm。
三个牙掌2均布在钻头体1的下部，且分别从钻头体1的下端面延伸出去。每个牙掌2的内面设置有牙轮3的装配轴，每个牙掌2的背面镶嵌有多颗保径齿8。
三个牙轮3分别通过各自轴承装配在对应牙掌2的装配轴上。在每个牙轮3的锥面上镶嵌有多颗切削齿4，这些切削齿4分布呈多排，规则镶嵌。每颗切削齿4的直径取值范围为16～18mm，此值过小不利于结构强度提高，此值过大不利于吃入岩层，因而在前述区间值内合理选择，例如16mm、17mm或18mm。此切削齿4相较现有牙轮钻头的切削齿而言，在钻进要求和结构强度方面有效取得了平衡，前述切削齿4的轮廓结构可以为勺型齿、平顶柱齿、楔形齿、锥球齿或球齿等，其成型材质可以为硬质合金、陶瓷或聚晶金刚石等等。
上述钻头本体1的顶端具有连接管串的上接头5。在牙掌2上方与上接头5之间的钻头体1上设有径向凸起的扶正保径稳定器6，该扶正保径稳定器6在钻头体1上呈圆环状成型，其轴向高度的取值范围约为100～500mm。扶正保径稳定器6的外径不得大于牙掌2处钻头体1的最大外径，即扶正保径稳定器6的外径只能等于或者小于牙掌2处钻头体1的最大外径，一般而言，扶正保径稳定器6的外径与牙掌2处钻头体1的最大外径之间的差值取值范围为0～15mm，例如5mm、10mm或15mm。
为了方便排屑，上述扶正保径稳定器6的外周面上设置有多道内凹的排屑槽7，排屑槽7的数量为3～5道、且它们在圆周上均匀布置，每道排屑槽7的成型形状可以是竖向的、或倾斜的、亦或螺旋形的。
为了进一步优化扶正保径效果，上述扶正保径稳定器6的壁面上镶嵌有多颗外凸的保径齿8。
上述扶正保径稳定器6可以与钻头体1一体成型或分体加工组合成型，亦或者，上述钻头体1为一体成型或分段加工组合成型等。
Claims (6)
1.一种定向钻井用牙轮钻头，包括钻头体（1），所述钻头体（1）上设有牙掌（2）及对应的牙轮（3），所述牙掌（2）上方的钻头体（1）上设有径向凸起的扶正保径稳定器（6），所述扶正保径稳定器（6）的外径等于或小于牙掌（2）处钻头体（1）的最大外径，扶正保径稳定器（6）的外径与牙掌（2）处钻头体（1）的最大外径之间的差值为0～15mm，其特征在于：所述钻头体（1）的有效长度为550～630mm。
2.根据权利要求1所述定向钻井用牙轮钻头，其特征在于：所述扶正保径稳定器（6）的圆周上布置有多道内凹的排屑槽（7）。
3.根据权利要求1或2所述定向钻井用牙轮钻头，其特征在于：所述扶正保径稳定器（6）的外壁上镶嵌有多颗外凸的保径齿（8）。
4.根据权利要求1所述定向钻井用牙轮钻头，其特征在于：所述牙轮（3）上镶嵌有多颗切削齿（4），每颗切削齿（4）的直径为16～18mm。
5.根据权利要求1所述定向钻井用牙轮钻头，其特征在于：所述钻头体（1）为整体成型结构或分段组合结构。
6.根据权利要求1所述定向钻井用牙轮钻头，其特征在于：所述牙掌（2）的背面镶嵌有多颗保径齿（8）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620568549.5U CN205858182U (zh) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | 一种定向钻井用牙轮钻头 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620568549.5U CN205858182U (zh) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | 一种定向钻井用牙轮钻头 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205858182U true CN205858182U (zh) | 2017-01-04 |
Family
ID=57639375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620568549.5U Active CN205858182U (zh) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | 一种定向钻井用牙轮钻头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205858182U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114893128A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-08-12 | 中石化西南石油工程有限公司 | 一种用于石油钻井的钻头及其制备工艺 |
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2016
- 2016-06-14 CN CN201620568549.5U patent/CN205858182U/zh active Active
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| CN114893128A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-08-12 | 中石化西南石油工程有限公司 | 一种用于石油钻井的钻头及其制备工艺 |
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