[实用新型]一种单牙轮——固定切削刃复合钻头

说明书

本实用新型涉及一种用于石油、天然气勘探开发或其它目的在地壳上钻孔的单牙轮-固定切削刃复合钻头，属于钻井钻头。

在地壳上钻孔，通常使用的有两大类钻头：一类是破岩齿固定在牙轮表面，牙轮与钻头本体有相对运动，叫牙轮钻头；另一类是破岩齿直接固定在钻头本体上，叫固定切削刃钻头。由于结构上的不同，两类钻头在使用中各有优点，牙轮钻头的优点是对地层软硬变化适应性强，钻井时扭矩小；固定切削刃钻头的优点是破碎岩石的效率高、钻速快。

本实用新型的目的是将单牙轮钻头和固定切削刃钻头组合在一起，达到发挥两种钻头各自的优点，而提供一种单牙轮-固定切削刃复合钻头。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种单牙轮-固定切削刃复合钻头主要是由钻头体2、固定刀翼3、固定切削齿4、牙轮轴承5、牙轮齿6、单牙轮7组成，其技术特征在于：在钻头体2的下部安装一个单牙轮7，在单牙轮7上镶装若干颗牙轮齿6，在钻头体2与单牙轮7的连接处装有牙轮轴承密封圈8；在钻头体2的上部布置3～9块固定刀翼3，在固定刀翼3上镶焊固定切削齿4。总的说来，本实用新型钻头下部是一个单牙轮，上部是由3-9块刀翼3组成，刀翼3上镶焊有若干颗固定切削齿4。钻进时，单牙轮先钻出一个引导孔，然后由固定切削齿4将引导孔钻扩到钻头的设计直径。单牙轮起引导和稳定作用，提高钻头的稳定性，使上部固定切削齿在平稳条件下工作，切削齿不容易损坏。由于单牙轮7和固定切削齿4钻出的井眼直径不一样大，在两个直径过渡处的井壁上会留有一圈台阶，台阶处的岩石相对容易破碎，从而提高了钻头的破岩效率。固定切削齿4绕钻头体2轴线的最大回转半径与牙轮齿6绕钻头体2轴线的最大回转半径之差不超过80毫米。

本实用新型的优点是：(1)该复合钻头在钻进中稳定性好、扭矩小、破岩效率高；(2)该复合钻头对地层软硬变化适应性强、保径能力好；(3)本复合钻头可以将下部单牙轮和上部固定刀翼分别制造，用螺纹连接，便于制造和对不同地层的选配。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图是本实用新型所提供复合钻头的结构示意图。图中：1．连接丝扣、2．钻头体、3．固定刀翼、4．固定切削齿、5．牙轮轴承、6．牙轮齿、7．单牙轮、8．牙轮轴承密封圈、9．泥浆流道。

本复合钻头的结构主要是由装有固定刀翼3的钻头体2和装有单牙轮7的轴承部分组成。连接丝扣1连接在钻铤上，旋转的钻铤通过该丝扣带动钻头体2绕钻头体轴线转动。钻头体2是复合钻头的主体部分，上部焊装固定刀翼3，下部连接单牙轮7。固定刀翼3以焊接方式周向布置在钻头体2上，固定切削齿4镶装或焊在固定刀翼3上。牙轮轴承5与钻头体2做为一体，其周向装有一圈滚珠，两端装有密封圈8。牙轮齿6镶装在单牙轮7表面，单牙轮7可以绕轴承轴线作相对转动。泥浆流道9是钻井液的通道。

在钻头旋转钻进过程中，单牙轮7钻出小直径引导孔，固定切削齿4扩钻出大直径井眼，在引导孔和设计井眼间形成台阶，这部分岩石更易破碎，从而提高了破岩效率和钻进速度。同时单牙轮7在引导孔中起稳定作用，使固定切削齿4工作更平稳，提高了钻头寿命。