CN216277705U - 一种回拖式扩孔器用牙轮掌片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回拖式扩孔器用牙轮掌片，包括牙轮和牙掌，牙轮和牙掌通过轴承结构连接，牙轮设置为锥台体形，牙轮由上到下依次排布有第一齿排、第二齿排、第三齿排和第四齿排，第一齿排包括至少一个异形齿，第二齿、第三齿排设置为若干沿周向均布的异形齿，异形齿的切削方向与牙轮工作时的旋转方向相同，第四齿排设置为若干沿周向均布的圆形齿。本实用新型大大提高了岩石破碎速度，节约施工成本，有效延长使用寿命，可广泛应用于非开挖水平定向钻施工领域的牙轮扩孔器。

Description

一种回拖式扩孔器用牙轮掌片

技术领域

本实用新型涉及非开挖水平定向钻岩石钻具技术领域，尤其涉及一种回拖式扩孔器用牙轮掌片。

背景技术

目前在石油天然气钻井、非开挖、旋挖等岩石破碎领域，牙轮钻头的选型至关重要，针对不同的岩石类型(硬度、抗压强度)选择不同齿形的牙轮，关系到施工进度并影响整个项目的总体造价。在钻进中等硬度的岩石时，勺形齿等不对称的牙齿被广泛应用于石油天然气钻井。

但在非开挖水平定向钻的岩石破碎施工领域，目前市场上只是“拿来主义”，即简单地将石油天然气钻井中的牙轮掌片组装生产非开挖回拖式牙轮扩孔器，并没有考虑到石油天然气钻井中牙轮钻头的转动方向和非开挖水平定向钻中回拖牙轮扩孔器转动方向相反。大多数施工方并没有考虑牙齿方向的问题，或者说即使考虑到牙齿方向问题，但是市场上并没有相应的产品可用。随着非开挖应用领域的深入发展，一种针对非开挖回拖式牙轮扩孔器领域的牙轮掌片成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种回拖式扩孔器用牙轮掌片，解决在非开挖领域，传统牙轮掌片无法满足回拖式扩孔器提速增效要求的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型一种回拖式扩孔器用牙轮掌片，包括牙轮和牙掌，所述牙轮和所述牙掌通过轴承结构连接，所述牙轮设置为锥台体形，所述牙轮由上到下依次排布有第一齿排、第二齿排、第三齿排和第四齿排，所述第一齿排包括至少一个异形齿，所述第二齿、第三齿排设置为若干沿周向均布的异形齿，所述异形齿的切削方向与所述牙轮工作时的旋转方向相同，第四齿排设置为若干沿周向均布的圆形齿。

进一步的，所述异形齿包括但不限于勺形齿。

进一步的，所述勺形齿包括勺心和勺背，所述勺心方向与所述牙轮的转动方向相同。

进一步的，所述勺形齿的材质采用碳化钨硬质合金。

进一步的，所述勺形齿通过冷压装入所述牙轮上的齿孔，所述勺形齿与所述齿孔采用过盈配合固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

本实用新型在传统牙轮掌片的基础上，对勺形齿进行重新排布，保证勺形齿的勺心与牙轮的转动方向相同，适应回拖式牙轮扩孔器在非开挖水平定向钻施工当中的转动方向，提高了整个牙轮掌片的钻进能力，延长了钻头的整体使用寿命，节约了钻井成本；

本实用新型大大提高了岩石破碎速度，节约施工成本，有效延长使用寿命，可广泛应用于非开挖水平定向钻施工领域的牙轮扩孔器。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型回拖式扩孔器用牙轮掌片的结构示意图；

图2为牙轮的第二实施例；

图3为牙轮的第三实施例；

图4为勺形齿的结构示意图；

图5为本实用新型回拖式扩孔器用牙轮掌片的安装示意图；

图6为回拖式牙轮扩孔器的转动方向；

附图标记说明：1、牙轮；101、第一齿排；102、第二齿排；103、第三齿排；104、第四齿排；2、牙掌；

具体实施方式

如图1所示，一种回拖式扩孔器用牙轮掌片，包括牙轮1和牙掌2，牙轮1和牙掌2通过轴承结构连接，牙轮1设置为锥台体形，牙轮1由上到下依次排布有第一齿排101、第二齿排102、第三齿排103和第四齿排104，第一齿排101包括至少一个异形齿，第二齿、第三齿排103设置为若干沿周向均布的异形齿，异形齿的切削方向与牙轮1工作时的旋转方向相同，第四齿排104设置为若干沿周向均布的圆形齿。

具体的，参照图4，异形齿包括但不限于勺形齿。勺形齿包括勺心和勺背，勺心方向与牙轮1的转动方向相同。

本实施例中异形齿可采用其他两侧不对称牙齿，不对称的牙齿在使用过程中可产生类似于刀背(勺背)和刀刃(勺心)的效果，刀刃在破碎岩石的过程中刀刃能够更加快速地破碎岩石，刀背起到抗冲击、避免崩齿的作用。同时，牙轮1采用锥台体形，第一齿排101、第二齿排102、第三齿排103、第四齿排104的直径依次递增，呈阶梯状布置，使用过程中依次增加岩石的破碎面积。需注意，本领域技术人员在应用本实施例时可按照实际需求扩展齿排的数量和增加其他齿形的牙齿。

作为参考的，勺形齿的材质采用碳化钨硬质合金，耐磨寿命长。勺形齿的可采用如下安装方式，通过冷压装入牙轮1上的齿孔，勺形齿与齿孔采用过盈配合固定，或其他本领域技术人员可以想到的安装方式。

本实用新型的使用过程如下：

首先，以三牙轮的回拖式扩孔器为例，参照图1，作为本实用新型的第一实施例，第一个牙轮的第一齿排101包括一个勺形齿，勺形齿设置在牙轮1最顶端；参照图2，作为本实用新型的第二个实施例，第二个牙轮的第一齿排101包括三个勺形齿，三个勺形齿沿周向均布在牙轮1的顶面；参照图3，作为本实用新型的第三个实施例，第三个牙轮的第一齿排101包括五个勺形齿，五个勺形齿均布在牙轮1的顶面。

参照图5，上述三个牙轮依次通过掌片安装在回拖式扩孔器上，三个牙轮掌片等距布置，且布齿结构不同，能够互相配合补充填满岩石破碎面。回拖式扩孔器旋转时，牙轮在围绕牙轮轴线旋转的同时也围绕回拖式扩孔器轴线公转，牙轮转动方向与回拖式扩孔器转动方向相反，勺形齿的切削方向与牙轮转动方向相同。

如图6所示，在回拖式扩孔器的拉力和扭矩的转动下，回拖式扩孔器顺时针方向转动，相应的装配到回拖式扩孔器上的牙轮掌片上的牙轮在岩石摩擦力的作用下逆时针自转。在拉力的作用下，勺形齿的齿尖挤压进入岩石，在轮子的转动下，勺背的弧度在杠杆原理的作用下，可以轻松地、高效的破碎岩石。

上述工作过程中，根据扩孔器的直径不同，牙轮掌片的个数可以是三个或者多个，各个牙轮可以互相配合覆盖整个破碎环面，以旋切方式冲击、压碎、切削岩石，破岩效率高，机械钻速高，尤其适用于中等硬度地层的常规钻进和旋冲钻进，能大幅度提高机械钻速38％以上，具有更好的动力学性能，磨损均匀，确保提高破岩效率的同时增加钻头使用寿命。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种回拖式扩孔器用牙轮掌片，其特征在于：包括牙轮(1)和牙掌(2)，所述牙轮(1)和所述牙掌(2)通过轴承结构连接，所述牙轮(1)设置为锥台体形，所述牙轮(1)由上到下依次排布有第一齿排(101)、第二齿排(102)、第三齿排(103)和第四齿排(104)，所述第一齿排(101)包括至少一个异形齿，所述第二齿、第三齿排(103)设置为若干沿周向均布的异形齿，所述异形齿的切削方向与所述牙轮(1)工作时的旋转方向相同，第四齿排(104)设置为若干沿周向均布的圆形齿。

2.根据权利要求1所述的回拖式扩孔器用牙轮掌片，其特征在于：所述异形齿包括但不限于勺形齿。

3.根据权利要求2所述的回拖式扩孔器用牙轮掌片，其特征在于：所述勺形齿包括勺心和勺背，所述勺心方向与所述牙轮(1)的转动方向相同。

4.根据权利要求2所述的回拖式扩孔器用牙轮掌片，其特征在于：所述勺形齿的材质采用碳化钨硬质合金。

5.根据权利要求2所述的回拖式扩孔器用牙轮掌片，其特征在于：所述勺形齿通过冷压装入所述牙轮(1)上的齿孔，所述勺形齿与所述齿孔采用过盈配合固定。

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