[发明专利]一种新型三牙轮钻头

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻探技术领域，具体是涉及一种三牙轮钻头。

背景技术

三牙轮钻头是钻探中破碎岩石的一种工具，广泛应用于石油、天然气钻井以及其他矿用钻探等。随着石油资源的进一步开发，常规钻井可开采的油井数量越来越少，开采的难度越来越大，采用非常规钻井开发的油井越来越多，定向井、斜井、大位移井、水平井、分支井等特殊工艺井在石油开采中所占的比例越来越大，由于三牙轮钻头施加的钻压较大，容易造成钻头的轴向和横向振动，致使牙轮齿出现崩齿、断齿、掉齿等现象的发生，使钻头提前失效，增加钻井成本。目前的三牙轮钻头结构必须整体制造牙掌毛坯，成本高工期长，并且牙掌毛坯外形非常复杂，建立生产线不但昂贵，并且不能保证产品组件制造精确度。从而造成三牙轮钻头单价高的情况，又因为制造工艺复杂成本高，三牙轮钻头使用方每次订购较多数量生产商才能制造，迫使使用方积压大笔流动资金。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种新型三牙轮钻头，能够根据地层条件重新分配三个牙轮之间的钻压；减少钻头的轴向振动，提高钻头的稳定性；由于牙轮在轴向上有移动，可以产生冲击破岩，提高钻头的破岩效率，将复杂的牙掌分解为固定牙爪和移动轴承，便于制造，成本低廉。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种新型三牙轮钻头，包括3个牙掌(1)、设置在牙掌下端的牙轮(4)、设置在牙轮上的切削齿(5)，3个牙掌通过焊接而构成钻头体，其特征在于：至少存在一个轴向可移动的牙掌，所述牙掌由固定牙爪(2)和移动轴承(3)组成，固定牙爪与移动轴承存在相互滑动。

上述方案中，能够根据地层条件重新分配三个牙轮之间的钻压；减少钻头的轴向振动，提高钻头的稳定性；将复杂的牙掌分解为固定牙爪和移动轴承，便于制造，成本低廉。

作为优选，移动牙掌中设置有弹簧(6)，弹簧一端连接固定牙爪，另一端连接移动轴承。

上述方案中，由于轴承上有弹簧使牙轮在轴向上有移动，可以产生冲击破岩，提高钻头的破岩效率。

作为优选，移动轴承在轴向可以移动的范围H≤20mm。

上述方案中，限定移动轴承在轴向上的移动范围，减少由于三个牙轮相对位置太远而导致的钻头不平衡的风险。

作为优选，牙轮上切削齿为聚晶金刚石复合片、聚晶金刚石复合齿、热稳定聚晶金刚石切削齿、天然金刚石切削齿、孕镶金刚石切削齿、硬质合金切削齿、立方氮化硼切削齿、陶瓷切削齿、包含金刚石或立方氮化硼的切削齿等等。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

(1)钻头能够根据地层条件重新分配三个牙轮之间的钻压；(2)减少钻头的轴向振动，提高钻头的稳定性；(3)由于牙轮在轴向上有移动，可以产生冲击破岩，提高钻头的破岩效率；(4)将复杂的牙掌分解为固定牙爪和移动轴承，便于制造，成本低廉。

附图说明

图1为牙掌剖视图

图2为局部放大视图

图中1-牙掌、2-固定牙爪、3-移动轴承、4-牙轮、5-切削齿、6-弹簧

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步的说明。

实施例

如图1所示，一种新型三牙轮钻头，包括三个牙掌(1)、设置在牙掌下端的牙轮(4)、设置在牙轮上的切削齿(5)，三个牙掌通过焊接而构成钻头体，其特征在于：至少存在一个轴向可移动的牙掌，所述牙掌由固定牙爪(2)和移动轴承(3)组成，固定牙爪与移动轴承存在相互滑动。

作为选择，移动牙掌中设置有弹簧(6)，弹簧一端连接固定牙爪，另一端连接移动轴承，如图2所示。

作为选择，移动轴承在轴向可以移动的范围H≤20mm，如图1所示。

作为选择，牙轮上切削齿为聚晶金刚石复合片、聚晶金刚石复合齿、热稳定聚晶金刚石切削齿、天然金刚石切削齿、孕镶金刚石切削齿、硬质合金切削齿、立方氮化硼切削齿、陶瓷切削齿、包含金刚石或立方氮化硼的切削齿等等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。