專(zhuān)利名稱(chēng)：防掉牙輪鉆頭的流道與布齒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆井用防掉牙輪鉆頭，特別是防掉牙輪鉆頭的流道與布齒的改進(jìn)。
近年來(lái)，為提高石油鉆井的效率和工藝水平，對(duì)牙輪鉆頭的研究與技術(shù)革新取得了突破性成就。金剛石齒牙輪鉆頭用于切削和摩擦付、井底射流自動(dòng)調(diào)節(jié)、復(fù)合材料密封的應(yīng)用，這些都促使鉆井工程進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。然而切削結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)較為落后，特別是流道設(shè)計(jì)方面還是空白。
現(xiàn)有的牙輪鉆頭，尤其是軟型鉆頭，在鉆進(jìn)軟地層及軟硬交替地層中排屑能力差，時(shí)有折齒現(xiàn)象，加大鉆壓時(shí)，輪體觸及地層或泵功率不足時(shí)，都會(huì)造成井底清洗不良，排屑能力差，有時(shí)還泥包鉆頭，極大的防礙了鉆井效率和鉆頭的使用。另外，井底模式的履蓋系數(shù)差，也是目前布齒中的一大缺陷。
本實(shí)用新型的目的正是針對(duì)上面所述防掉牙輪鉆頭的流道與布齒問(wèn)題，提出新的改進(jìn)措施，將牙輪外殼齒間槽與齒槽元滑相接，以及將牙輪切削結(jié)構(gòu)的外、中排齒圈出刃分三檔，三向進(jìn)行布齒，既開(kāi)辟了牙輪鉆頭的井底流道，又改進(jìn)了齒的出刃高度、解決了折齒問(wèn)題，同時(shí)改善了井底覆蓋系數(shù)，為石油鉆井所用牙輪鉆頭作出了又一新貢獻(xiàn)。
本實(shí)用新型的目的是由以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的將鑲齒牙輪的齒間加工成槽與齒槽元滑過(guò)渡成為流道，其流道距齒根表面相距0.5-2.5毫米相接。
鑲齒、金剛石齒或洗齒的外排齒、中排齒各齒圈分三檔出刃，根據(jù)這些鉆頭所鉆地層，要求齒高相差1-5毫米，并對(duì)稱(chēng)分布。出刃最高的一檔用楔齒或錐楔齒，并朝牙輪旋轉(zhuǎn)的走向布齒，出刃次之的一檔為任意形齒的斜向布齒，出刃最低的一檔，保證不碰齒的情況下，盡量加寬齒，做成弧形(勺形)齒，垂直于走向的橫向布齒。這樣便開(kāi)辟了牙輪鉆頭的井底流道和布齒。該方案在任何鉆頭上均可采用，能保證合理的井底覆蓋系數(shù)，減少井底背梁和不平度，成為近來(lái)最合理的井底模式。


圖1為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為鑲齒牙輪。
圖3為銑齒或金剛石齒牙輪。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作情況作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1中，由鉆頭1、平衡器2、防掉牙輪裝置3、滑潤(rùn)系統(tǒng)4、井底射流調(diào)節(jié)器與牙輪6組成的防掉牙輪鉆頭，將齒間槽8與齒槽7元滑相接。圖2、圖3中牙輪外排齒61為高出刃走向齒、62為次出刃斜向齒、63為低出刃橫向齒，并對(duì)稱(chēng)分布，牙輪的中排齒圈與外排齒圈布齒相同。這樣造成了各檔齒的明確分工，即切削、刮切、刮擠作用，形成一種高速掘進(jìn)機(jī)制。齒槽7、齒間槽8配合泥漿(清洗液)將切削刮擠破碎的巖屑及時(shí)帶走排除地面。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1．本實(shí)用新型設(shè)置流道及布齒分工、改進(jìn)了井底模式，達(dá)到牙輪鉆頭的最佳切削及清洗、排屑的良好狀態(tài)。
2．本產(chǎn)品適用范圍增大，可代替相鄰兩個(gè)型號(hào)鉆頭，可節(jié)約大量資金。
3．新的布齒方案，提高了齒的切削能力、耐磨性、延伸了整個(gè)切削結(jié)構(gòu)的銳度和壽命，可使鉆速提高10-40％。
權(quán)利要求1．防掉牙輪鉆頭的流道與布齒，防掉牙輪鉆頭由鉆頭1、平衡器2、防掉牙輪裝置3、潤(rùn)滑系統(tǒng)4、井底射流調(diào)節(jié)器5、牙輪6等組成，其特征在于將牙輪外殼的齒間槽8與齒槽7元滑相接形成流道，流道邊沿與齒根表面相接距離為0.5-2.5毫米；將牙輪切削結(jié)構(gòu)的外、中排齒圈出刃分三檔三向布齒，齒高相差1-5毫米，高出刃61為楔形齒或錐楔齒，并朝牙輪旋轉(zhuǎn)的走向安裝布齒，次出刃62為任意形齒，斜向安裝布齒，低出刃63為勺形齒，其寬度以不碰齒為準(zhǔn)，并垂直于走向的橫向安裝布齒。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種用于石油礦山鉆井的防掉牙輪鉆頭,它是對(duì)鉆頭流道設(shè)計(jì)及布齒的改進(jìn)。即對(duì)齒槽和齒間槽連通,并使之元滑過(guò)渡,對(duì)外、中排齒出刃高差及安裝角度進(jìn)行了合理的改造,即齒圈出刃分三檔三向布齒。本實(shí)用新型改進(jìn)了井底模式,達(dá)到牙輪鉆頭最佳切削、清洗及排屑。本實(shí)用新型的布齒提高了齒的切削能力、耐磨性,可使鉆速提高10—40%,并適用范圍大,可代替相鄰兩個(gè)型號(hào)鉆頭。
文檔編號(hào)E21B10/18GK2318386SQ9723768
公開(kāi)日1999年5月12日 申請(qǐng)日期1997年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月8日
發(fā)明者王用順, 何光宇, 徐學(xué)禮, 熊發(fā)祥, 陳隆寶, 劉緒元, 曾凡愚 申請(qǐng)人:王用順