專利名稱：復(fù)合齒形單牙輪鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在地殼上鉆井，尤其是在石油天然氣勘探開發(fā)鉆井中使用的復(fù)合齒形單牙輪鉆頭，屬于鉆井鉆頭。
在石油天然氣勘探開發(fā)鉆井中，目前使用最多的是三牙輪鋼齒(又稱銑齒)和硬質(zhì)合金齒(又稱鑲齒)鉆頭。鋼齒牙輪鉆頭的基本特征是在優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造的圓形牙輪基體上，用切削加工方法直接切出一個個楔形牙齒，然后再通過熱處理或敷焊碳化鎢硬質(zhì)合金粉末強化牙齒表面以提高其耐磨性。鑲齒牙輪鉆頭的基本特點是，它的牙齒是用具有高耐磨性的硬質(zhì)合金預(yù)先壓制燒結(jié)成型，再用過盈配合壓入牙輪殼體表面的齒孔中，形成帶齒的牙輪，其牙齒形狀有錐形齒、瓢形齒、楔形齒、球形齒等。此外，在“盤形牙輪鉆頭”實用新型專利中(專利號ZL98228864.6)，提出了盤形牙輪鉆頭的牙齒也是在牙輪上切削加工而成的，不過其齒圈不再被切成單個楔形牙齒，而是連續(xù)不斷地成一圈一圈盤形狀齒圈，其截面形狀可以是三角形、半圓形、梯形、圓形、楔形等，齒面的耐磨性通過熱處理或鑲嵌、堆焊耐磨合金得到。以上三類鉆頭就破碎巖石的機理而言，鋼齒鉆頭是通過刮切作用破碎巖石的，它通常適用于軟地層；鑲齒鉆頭是靠擠壓、沖擊破碎巖石的，一般適用于硬地層；而盤式鉆頭是通過擠壓作用破碎巖石的，一般適用于硬地層。由于這三類鉆頭的適用范圍都有一定的局限性，因此當(dāng)?shù)貙有再|(zhì)發(fā)生變化時，往往就不能適應(yīng)，以致影響破巖效率、機械鉆速以及鉆井進尺的提高。
本實用新型的目的在于為提高單牙輪鉆頭的機械鉆速和鉆井進尺，而提出一種將盤形齒和鑲齒結(jié)合在一起的復(fù)合齒形單牙輪鉆頭。
為達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案復(fù)合齒形單牙輪鉆頭主要是由牙爪1、牙輪2組成，其特征在于牙輪2上的牙齒同時采用盤形齒4和鑲齒3；牙輪2上的布齒方式可在單牙輪上布置一圈、二圈或三圈盤形齒4，其余布置鑲齒3。盤形齒4和鑲齒3相間布置效果最好，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，也可以不相間布置。牙輪2上的牙齒布齒方式可根據(jù)地層性質(zhì)和鉆井要求進行調(diào)整和選擇布置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是(1)復(fù)合齒形單牙輪鉆頭采用了牙輪鉆頭的主體結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律，牙齒結(jié)構(gòu)和布齒方式采用的是牙輪鉆頭和盤式鉆頭的復(fù)合方式，它具有牙輪鉆頭和盤式鉆頭的綜合破巖特點，因而破巖效率有較大提高；(2)由于在同一個鉆頭上具有盤形齒和鑲齒，因而具有較好的綜合性能，不僅具有較高的鉆井效率，而且具有較長的工作壽命；(3)可通過改變布齒方式和選用不同的齒形結(jié)構(gòu)來適應(yīng)不同的地層的需要，從而較大地擴大了該鉆頭的適用范圍，同時不會增加加工成本。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型作進一步說明。
附圖是本實用新型復(fù)合齒形單牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)圖。圖中1．牙爪、2．牙輪、3．鑲齒、4．盤形齒、5．鋼球、6．噴嘴。
復(fù)合齒形單牙輪鉆頭整個加工方法與現(xiàn)有牙輪鉆頭基本一致，牙輪2上布置有鑲齒3和盤形齒4。盤形齒4是在牙輪2上經(jīng)車床或銑床切削加工而成，它是連續(xù)不斷地成一圈一圈的盤形齒圈，其截面可以是三角形、半園形、梯形、楔形。為提高盤形齒4的耐磨性，可以在其表面鑲嵌或堆焊其它耐磨材料。鑲齒3可用專用鉆床在牙輪2的表面先鉆齒孔，再將預(yù)先燒制成型的硬質(zhì)合金牙齒壓入齒孔中，保持一定的過盈量即可。鑲齒3的齒形可以是錐形、楔形、瓢形、球形。
權(quán)利要求1．復(fù)合齒形單牙輪鉆頭，主要是由牙爪(1)和牙輪(2)組成，其特征在于牙輪(2)上的牙齒同時采用盤形齒(4)和鑲齒(3)；牙輪(2)上的布齒方式可在單牙輪上布置一圈、二圈或三圈盤形齒(4)，其余布置鑲齒(3)。
專利摘要本實用新型涉及一種在地殼上鉆井使用的復(fù)合齒形單牙輪鉆頭。它主要由牙爪和牙輪組成,其特征是牙輪上的牙齒同時采用盤形齒和鑲齒,牙輪上的布齒方式可在單牙輪上布置一圈、二圈或三圈盤形齒,其余布置鑲齒。牙輪上的布齒方式可根據(jù)地層性質(zhì)和鉆井要求進行調(diào)整。本實用新型具有牙輪鉆頭和盤式鉆頭的綜合破巖特點,因而破巖效率有較大提高。它不僅具有較高的鉆井效率,而且具有較長的工作壽命,能適應(yīng)不同地層需要,不會增加加工成本。
文檔編號E21B10/08GK2462065SQ0024469
公開日2001年11月28日 申請日期2000年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月16日
發(fā)明者劉清友 申請人:西南石油學(xué)院