[实用新型]一种螺杆驱动牙轮钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻头，尤其是一种螺杆驱动牙轮钻头，适用于石油矿山钻探领域。

背景技术

钻井行业中传统牙轮钻头，牙轮公转的同时只能被动转动，在钻压和钻柱旋转的作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时产生一定的滑动而剪切岩石。传统牙轮钻头的破岩机理：牙轮钻头公转时，牙轮被动自转，在钻压和钻柱旋转的作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时产生一定的滑动而剪切岩石。当牙轮在井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、压入地层，这个作用将井底岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石。

当前存在的问题是：想要提高牙齿对岩石的冲击次数，只能通过提高钻头转速；钻具与井壁的磨阻使得钻头上的扭矩和转速得到消弱，不能保持稳定，不利于破岩；钻具内流体排量小或无时，环空易形成沉砂填埋钻具。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种螺杆驱动牙轮钻头，克服钻具与井壁磨阻，提高破岩效率，实现泵无排量时仍保证钻头内泥浆流体循环。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

第一种螺杆驱动牙轮钻头，包括牙轮7和本体4，牙轮7和本体4旋转传动配合，本体4内轴向设有进水孔8，进水孔8向下连通喷嘴14；其中：在本体4的进水孔8处固定有定子2，定子2内部旋转配合有转子1，定子2和转子1之间预留密封腔9，定子2和转子1构成螺杆动力马达；所述牙轮7数量为一个或几个，牙轮7外周设有从动齿轮6；所述本体4内设有排水孔3，排水孔3向上与定子2和转子1之间的密封腔9连通，排水孔3向下与喷嘴14连通；本体4下部设有与进水孔8隔离的内腔15，转子1下端连接传动盘5，传动盘5装在内腔15内，并与本体4构成旋转密封配合；传动盘5与牙轮7的从动齿轮6构成齿轮传动配合。

上述方案进一步包括：

转子1下端通过万向轴13连接传动盘5。

万向轴13通过联轴器12与转子1连接，且联轴器为花键结构。

所述转子1中心轴向设有中孔10，底部设有径向底孔11，中孔10通过底孔11与排水孔3连通。

第二种螺杆驱动牙轮钻头，包括牙轮7和本体4，牙轮7和本体4旋转传动配合，本体4内轴向设有进水孔8，进水孔8向下连通喷嘴14；其特征在于：在本体4上部连接有螺杆短节16，螺杆短节16内固定有定子2，定子2内部旋转配合有转子1，定子2和转子1之间预留密封腔9，定子2和转子1构成螺杆动力马达；所述牙轮7数量为一个或几个，牙轮7外周设有从动齿轮6；所述本体4内设有排水孔3，排水孔3向上与定子2和转子1之间的密封腔9连通，排水孔3向下与喷嘴14连通；本体4下部设有与进水孔8隔离的内腔15，转子1下端连接传动盘5，传动盘5装在内腔15内，并与本体4构成旋转密封配合；传动盘5与牙轮7的从动齿轮6构成齿轮传动配合。

上述方案进一步包括：

转子1下端通过万向轴13连接传动盘5。

万向轴13通过联轴器12与转子1连接，且联轴器12与万向轴13为花键连接配合。

所述转子1中心轴向设有中孔10，底部设有径向底孔11，中孔10通过底孔11与排水孔3连通。

本实用新型所述的测力装置具有的有益效果是：1.流体驱动螺杆机构的定子转动带动牙轮转动，牙轮带动钻头转动，克服了钻具与井壁的磨阻，有利于保持钻头转速和维持扭矩；2.流体驱动牙轮主动转动，比牙轮被动转动时的扭矩大、转速高，扭矩大使得牙齿对岩层产生主动刨削力大，转速高使得钻头每转一圈，牙齿压入和冲击次数增多，破岩效率更高；3.在流体无排量或者低排量情况下，转动钻头会让牙轮带动定子转动，螺杆机构会对流体产生向下的抽吸作用，促使流体由喷嘴喷出，冲刷钻具水眼并清洗钻头和井底。

附图说明

图1为本实用新型的一种螺杆驱动牙轮钻头结构示意图。

图2为本实用新型的第二种螺杆驱动牙轮钻头结构示意图。

其中：1、转子，2、定子，3、排水孔，4、本体，5、传动盘，6、从动齿轮，7、牙轮，8、进水孔，9、密封腔，10、中孔，11、底孔，12、联轴器，13、万向轴，14、喷嘴，15、内腔，16、螺杆短节。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

实施例1：