CN2756803Y - 一种单牙轮钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单牙轮钻头，由牙爪，橡胶O形圈，钢球，牙轮组成，牙爪的牙爪体的下段布置了二级保径齿，即平顶锥台齿，上段布置了井壁修整齿，牙爪体的中段布置了井壁再加工齿和保径齿。牙轮轴颈中心设置流道，端部设有主喷嘴，并设置有储油腔，牙轮套入牙爪的轴颈，牙轮的锥孔放入钢球，锥形堵塞和螺钉组装于牙轮体的锥孔内，并在孔沿堆焊。本实用新型牙爪上可设置1－4个副喷嘴，主、副喷嘴的内母线均采用椭圆线型。本实用新型适用于牙爪轴颈中部有泥浆流道的所有石油深井钻井单牙轮钻头，是适应性强、用途广泛、安全可靠、功能集中，是一种适用于石油、天然气开采、安全性能好、高强度钻进型单牙轮钻头新型钻头。

Description

一种单牙轮钻头

技术领域

本实用新型涉及一种石油深井钻井用的单牙轮钻头。

背景技术

主喷嘴是水力破岩的关键零件。在不影响牙轮体强度的前提下，尽量靠近井底。主喷嘴口径的确定，较为困难，水流偏大，不仅会形成对牙轮体的严重冲蚀，而且，还会导致牙爪流道(尤其是交点处)气蚀的加剧。当α的取值小于20度时，主喷嘴的口径变得很小，甚至会因为无法解决岩心破碎问题，不得不放弃水力破岩。单牙轮钻头容易引起井斜的缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于：克服现有技术上述缺陷，提供一种可提高对低可钻性地层的适应性、提高在井眼尤其是小井眼钻进中的攻坚性能的单牙轮钻头。

本实用新型通过以下方案实现：由牙爪，橡胶O形圈，钢球，牙轮组成，牙爪的牙爪体的下段布置了二级保径齿，即平顶锥台齿，上段布置了井壁修整齿，牙爪体的中段布置了井壁再加工齿和保径齿。牙轮轴颈中心设置流道，端部设有主喷嘴，并设置有储油腔，牙轮套入牙爪的轴颈，牙轮的锥孔放入钢球，锥形堵塞和螺钉组装于牙轮体的锥孔内，并在孔沿堆焊。

本实用新型牙爪上的副喷嘴，是为清除牙轮泥包和提高排碴速度而设计的。副喷嘴数量和口径根据岩性和钻头的结构确定，可设置1-4个。其位置的设置较为灵活，只要避免靠近牙轮，避免泥浆直射井壁。

本实用新型主、副喷嘴的内母线均采用椭圆线型。在保证牙轮布齿的前提下，可采用较大口径的主喷嘴。牙爪的轴颈α的取值在20-35度的范围内，岩层适应性强，适合深井钻进。

本实用新型牙轮体为一个球体，表面分布若干条圆弧状或螺旋形水槽，水槽底部有R弧，两侧有张开状直边。在牙爪体的下段布置了二级保径齿即平顶锥台齿，齿高6-7毫米；上段布置了井壁修整齿，齿高2-3毫米。

本实用新型所述的主喷嘴的外径与牙爪孔的配合采用轻度过盈配合。

本实用新型牙爪体中段是一圆柱体，在其圆弧面的轴线方向，平行布置3～4条装齿线；径向布齿，齿高为5～10毫米。流道为一组逐段缩小孔径的孔道，前一段孔径应比后一段孔径大1～5毫米，前一段孔道还可用锥孔。

本实用新型结构简单、实用、成本低、结构紧凑、效果好。牙爪轴颈上的两个贮油槽与牙轮轴承孔组合在一起，构成的贮油腔，增大了贮油量，有利于轴承的冷却，有利于延长轴承寿命。杜绝了主喷嘴被高压泥浆冲出的可能性，提高了钻头的安全性能和水力破岩效率。有利于减轻轴承磨损，延长钻头寿命。本实用新型适用于牙爪轴颈中部有泥浆流道的所有石油深井钻井单牙轮钻头，是适应性强、用途广泛、安全可靠、功能集中，是一种适用于石油、天然气开采、安全性能好、高强度钻进型单牙轮钻头新型钻头，社会效益显著，前景广阔。

附图说明

图1：为本实用新型结构示意图；

图2：为本实用新型牙爪结构示意图；

图3：为本实用新型牙轮结构示意图；

图4：图3E-E剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

本实用新型由牙爪1，橡胶0形圈2、6，钢球3，牙轮4组成，牙爪1的牙爪体的下段布置了二级保径齿，即平顶锥台齿，上段布置了井壁修整齿，牙轮4轴颈中心设置流道7，端部设有主喷嘴21，并设置有储油腔5，牙轮4套入牙爪1的轴颈，牙轮4的锥孔放入钢球3，锥形堵塞26和螺钉27组装于牙轮体23的锥孔内，并在孔沿堆焊。牙爪轴颈倾角α为30度。牙爪1上设有4个副喷嘴18，主、副喷嘴的内母线均采用椭圆线型。主喷嘴21的外径与牙爪孔的配合采用轻度过盈配合。牙轮体23是一个球体，表面分布若干条圆弧状水槽，水槽底部有R弧，两侧有张开状直边，以避免牙轮体应力集中，减少积碴。在牙爪体的下段布置了二级保径齿16即平顶锥台齿，齿高5毫米；上段布置了井壁修整齿15，齿高3毫米。牙爪体中段是一圆柱体，在其圆弧面的轴线方向，平行布置4条装齿线，并径向布齿，齿高为8毫米。主喷嘴21的外径与牙爪孔的配合采用轻度过盈配合。流道7为一组逐段缩小孔径的孔道，前一段孔径比后一段孔径大3毫米，前一段孔道还可用锥孔。根据所钻岩石的性质不同，牙轮体上过盈镶嵌的合金齿的数量、规格和性质也不同。

Claims (10)

1、一种单牙轮钻头，由牙爪(1)，橡胶O形圈(2、6)，钢球(3)，及牙轮(4)组成，牙爪(1)的牙爪体的下段布置了二级保径齿，即平顶锥台齿(16)，上段布置了井壁修整齿(15)，牙轮(4)轴颈中心设置流道(7)，端部设有主喷嘴(21)，并设置有储油腔(5)，其特征在于：牙轮(4)套入牙爪(1)的轴颈，牙轮(4)的锥孔放入钢球(3)，锥形堵塞(26)和螺钉(27)组装于牙轮体(23)的锥孔内，并在孔沿堆焊。

2、根据权利要求1所述的单牙轮钻头，其特征在于：牙爪(1)上设有副喷嘴(18)。

3、根据权利要求2所述的单牙轮钻头，其特征在于：主、副喷嘴(21、18)的内母线均采用椭圆线型。

4、根据权利要求1或2所述的单牙轮钻头，其特征在于：牙爪(1)的轴颈倾角α的取值在20-35度的范围。

5、根据权利要求2所述的单牙轮钻头，其特征在于：副喷嘴(18)个数为1-4个。

6、根据权利要求2所述的单牙轮钻头，其特征在于：牙轮体(23)为一个球体，表面分布若干条圆弧状或螺旋形水槽，水槽底部有R弧，两侧有张开状直边。

7、根据权利要求1或2所述的单牙轮钻头，其特征在于：在牙爪体的下段布置了二级保径齿(16)即平顶锥台齿，齿高6-7毫米；上段布置了井壁修整齿(15)，齿高2-3毫米。

8、根据权利要求1或2所述的单牙轮钻头，其特征在于：主喷嘴21的外径与牙爪孔的配合采用轻度过盈配合。

9、根据权利要求1或2所述的单牙轮钻头，其特征在于：牙爪体中段是一圆柱体，在其圆弧面的轴线方向，平行布置3～4条装齿线；径向布齿，齿高为5～10毫米。

10、根据权利要求1、8所述的单牙轮钻头，其特征在于：流道7为一组逐段缩小孔径的孔道，前一段孔径应比后一段孔径大1～5毫米，前一段孔道用锥孔。

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