[发明专利]一种定向钻井金刚石钻头

权利要求书

1.一种定向钻井金刚石钻头，包括钻头体、钻头体上的固定刀翼、牙轮、水力结构等，固定刀翼上有切削齿，牙轮上有牙齿，其特征在于：至少有一个固定刀翼上设置有一个或数个凹槽，凹槽内设置有牙轮，牙轮与固定刀翼形成转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种定向钻井金刚石钻头，其特征在于：在井底剖面上存在至少一个高岩脊，牙轮牙齿设置在高岩脊位置，且相邻2个固定切削元件的距离δ的取值范围为：δ≥（r1+r2）/2，其中r1、r2分别为高岩脊相邻切削元件的半径。

3.根据权利要求1所述的一种定向钻井金刚石钻头，其特征在于：牙轮通过牙轮轴与固定刀翼连接，牙轮轴的两端分别在凹槽的两侧与固定刀翼形成转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种定向钻井金刚石钻头，其特征在于：牙轮牙齿轴线与钻头切削轮廓线上牙齿顶点所在位置的法向线夹角θ取值范围为：│θ│≤15°。

5.根据权利要求1所述的一种定向钻井金刚石钻头，其特征在于：牙轮上有1个或数个齿圈，至少1个齿圈上各牙齿定位点的连线为空间曲线，或与牙轮端面不平行的平面曲线。

6.根据权利要求1所述的一种定向钻井金刚石钻头，其特征在于：至少有一个牙轮设置在钻头径向半径四分之一以外区域，H为牙轮到钻头中心线的距离，R为钻头半径，即H≥ R/4。

7.根据权利要求1所述的一种定向钻井金刚石钻头，其特征在于：至少有一个牙轮设置在钻头径向半径三分之一以内区域，H为牙轮到钻头中心线的距离，R为钻头半径，即H≤R/3。

8.根据权利要求1所述的一种定向钻井金刚石钻头，其特征在于：固定刀翼上设置的凹槽为周向贯通槽。

9.根据权利要求1所述的一种定向钻井金刚石钻头，其特征在于：在固定刀翼上设置的凹槽为盲槽。

10.根据权利要求1所述的一种定向钻井金刚石钻头，其特征在于：牙轮与牙轮轴通过键、花键或过盈配合相连接，或者，牙轮与牙轮轴为一体式结构，牙轮轴与固定刀翼转动连接。