專利名稱：一種單牙輪鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油深井鉆井用的單牙輪鉆頭。
背景技術(shù)：
主噴嘴是水力破巖的關(guān)鍵零件。在不影響牙輪體強(qiáng)度的前提下，盡量靠近井底。主噴嘴口徑的確定，較為困難，水流偏大，不僅會形成對牙輪體的嚴(yán)重沖蝕，而且，還會導(dǎo)致牙爪流道(尤其是交點(diǎn)處)氣蝕的加劇。當(dāng)α的取值小于20度時，主噴嘴的口徑變得很小，甚至?xí)驗(yàn)闊o法解決巖心破碎問題，不得不放棄水力破巖。單牙輪鉆頭容易引起井斜的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)上述缺陷，提供一種可提高對低可鉆性地層的適應(yīng)性、提高在井眼尤其是小井眼鉆進(jìn)中的攻堅(jiān)性能的單牙輪鉆頭。
本實(shí)用新型通過以下方案實(shí)現(xiàn)由牙爪，橡膠O形圈，鋼球，牙輪組成，牙爪的牙爪體的下段布置了二級保徑齒，即平頂錐臺齒，上段布置了井壁修整齒，牙爪體的中段布置了井壁再加工齒和保徑齒。牙輪軸頸中心設(shè)置流道，端部設(shè)有主噴嘴，并設(shè)置有儲油腔，牙輪套入牙爪的軸頸，牙輪的錐孔放入鋼球，錐形堵塞和螺釘組裝于牙輪體的錐孔內(nèi)，并在孔沿堆焊。
本實(shí)用新型牙爪上的副噴嘴，是為清除牙輪泥包和提高排碴速度而設(shè)計(jì)的。副噴嘴數(shù)量和口徑根據(jù)巖性和鉆頭的結(jié)構(gòu)確定，可設(shè)置1-4個。其位置的設(shè)置較為靈活，只要避免靠近牙輪，避免泥漿直射井壁。
本實(shí)用新型主、副噴嘴的內(nèi)母線均采用橢圓線型。在保證牙輪布齒的前提下，可采用較大口徑的主噴嘴。牙爪的軸頸α的取值在20-35度的范圍內(nèi)，巖層適應(yīng)性強(qiáng)，適合深井鉆進(jìn)。
本實(shí)用新型牙輪體為一個球體，表面分布若干條圓弧狀或螺旋形水槽，水槽底部有R弧，兩側(cè)有張開狀直邊。在牙爪體的下段布置了二級保徑齒即平頂錐臺齒，齒高6-7毫米；上段布置了井壁修整齒，齒高2-3毫米。
本實(shí)用新型所述的主噴嘴的外徑與牙爪孔的配合采用輕度過盈配合。
本實(shí)用新型牙爪體中段是一圓柱體，在其圓弧面的軸線方向，平行布置3～4條裝齒線；徑向布齒，齒高為5～10毫米。流道為一組逐段縮小孔徑的孔道，前一段孔徑應(yīng)比后一段孔徑大1～5毫米，前一段孔道還可用錐孔。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用、成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、效果好。牙爪軸頸上的兩個貯油槽與牙輪軸承孔組合在一起，構(gòu)成的貯油腔，增大了貯油量，有利于軸承的冷卻，有利于延長軸承壽命。杜絕了主噴嘴被高壓泥漿沖出的可能性，提高了鉆頭的安全性能和水力破巖效率。有利于減輕軸承磨損，延長鉆頭壽命。本實(shí)用新型適用于牙爪軸頸中部有泥漿流道的所有石油深井鉆井單牙輪鉆頭，是適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛、安全可靠、功能集中，是一種適用于石油、天然氣開采、安全性能好、高強(qiáng)度鉆進(jìn)型單牙輪鉆頭新型鉆頭，社會效益顯著，前景廣闊。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型牙爪結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型牙輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖4圖3E-E剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
本實(shí)用新型由牙爪1，橡膠0形圈2、6，鋼球3，牙輪4組成，牙爪1的牙爪體的下段布置了二級保徑齒，即平頂錐臺齒，上段布置了井壁修整齒，牙輪4軸頸中心設(shè)置流道7，端部設(shè)有主噴嘴21，并設(shè)置有儲油腔5，牙輪4套入牙爪1的軸頸，牙輪4的錐孔放入鋼球3，錐形堵塞26和螺釘27組裝于牙輪體23的錐孔內(nèi)，并在孔沿堆焊。牙爪軸頸傾角α為30度。牙爪1上設(shè)有4個副噴嘴18，主、副噴嘴的內(nèi)母線均采用橢圓線型。主噴嘴21的外徑與牙爪孔的配合采用輕度過盈配合。牙輪體23是一個球體，表面分布若干條圓弧狀水槽，水槽底部有R弧，兩側(cè)有張開狀直邊，以避免牙輪體應(yīng)力集中，減少積碴。在牙爪體的下段布置了二級保徑齒16即平頂錐臺齒，齒高5毫米；上段布置了井壁修整齒15，齒高3毫米。牙爪體中段是一圓柱體，在其圓弧面的軸線方向，平行布置4條裝齒線，并徑向布齒，齒高為8毫米。主噴嘴21的外徑與牙爪孔的配合采用輕度過盈配合。流道7為一組逐段縮小孔徑的孔道，前一段孔徑比后一段孔徑大3毫米，前一段孔道還可用錐孔。根據(jù)所鉆巖石的性質(zhì)不同，牙輪體上過盈鑲嵌的合金齒的數(shù)量、規(guī)格和性質(zhì)也不同。
權(quán)利要求1.一種單牙輪鉆頭，由牙爪(1)，橡膠O形圈(2、6)，鋼球(3)，及牙輪(4)組成，牙爪(1)的牙爪體的下段布置了二級保徑齒，即平頂錐臺齒(16)，上段布置了井壁修整齒(15)，牙輪(4)軸頸中心設(shè)置流道(7)，端部設(shè)有主噴嘴(21)，并設(shè)置有儲油腔(5)，其特征在于牙輪(4)套入牙爪(1)的軸頸，牙輪(4)的錐孔放入鋼球(3)，錐形堵塞(26)和螺釘(27)組裝于牙輪體(23)的錐孔內(nèi)，并在孔沿堆焊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單牙輪鉆頭，其特征在于牙爪(1)上設(shè)有副噴嘴(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單牙輪鉆頭，其特征在于主、副噴嘴(21、18)的內(nèi)母線均采用橢圓線型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單牙輪鉆頭，其特征在于牙爪(1)的軸頸傾角α的取值在20-35度的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單牙輪鉆頭，其特征在于副噴嘴(18)個數(shù)為1-4個。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單牙輪鉆頭，其特征在于牙輪體(23)為一個球體，表面分布若干條圓弧狀或螺旋形水槽，水槽底部有R弧，兩側(cè)有張開狀直邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單牙輪鉆頭，其特征在于在牙爪體的下段布置了二級保徑齒(16)即平頂錐臺齒，齒高6-7毫米；上段布置了井壁修整齒(15)，齒高2-3毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單牙輪鉆頭，其特征在于主噴嘴21的外徑與牙爪孔的配合采用輕度過盈配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單牙輪鉆頭，其特征在于牙爪體中段是一圓柱體，在其圓弧面的軸線方向，平行布置3～4條裝齒線；徑向布齒，齒高為5～10毫米。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、8所述的單牙輪鉆頭，其特征在于流道7為一組逐段縮小孔徑的孔道，前一段孔徑應(yīng)比后一段孔徑大1～5毫米，前一段孔道用錐孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種單牙輪鉆頭，由牙爪，橡膠O形圈，鋼球，牙輪組成，牙爪的牙爪體的下段布置了二級保徑齒，即平頂錐臺齒，上段布置了井壁修整齒，牙爪體的中段布置了井壁再加工齒和保徑齒。牙輪軸頸中心設(shè)置流道，端部設(shè)有主噴嘴，并設(shè)置有儲油腔，牙輪套入牙爪的軸頸，牙輪的錐孔放入鋼球，錐形堵塞和螺釘組裝于牙輪體的錐孔內(nèi)，并在孔沿堆焊。本實(shí)用新型牙爪上可設(shè)置1－4個副噴嘴，主、副噴嘴的內(nèi)母線均采用橢圓線型。本實(shí)用新型適用于牙爪軸頸中部有泥漿流道的所有石油深井鉆井單牙輪鉆頭，是適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛、安全可靠、功能集中，是一種適用于石油、天然氣開采、安全性能好、高強(qiáng)度鉆進(jìn)型單牙輪鉆頭新型鉆頭。
文檔編號E21B10/18GK2756803SQ20042003676
公開日2006年2月8日 申請日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月18日
發(fā)明者易楠輝, 周龍泉, 敖錦生, 涂小芳, 蘭世友 申請人:宜春飛龍鉆頭有限公司