[发明专利]一种用于刮切与冲击复合破岩试验的夹具

说明书

本发明公开了一种用于刮切与冲击复合破岩试验的夹具，主要由夹具主体、轴承、内六角螺栓、PDC齿、滚齿夹具构成。本发明将PDC齿与硬质合金齿结合，采用角度垫块与调节螺母，实现多参数变化调节,满足多种试验参数需求，达到夹具重复利用目的。同时PDC齿与硬质合金齿分别采用螺栓固紧与夹持套夹持，换齿方便快捷，解决了试验成本高、试验准备时间长的问题。此外硬质合金齿旋转均匀安装在滚齿夹具胎体的圆周面上，滚齿夹具胎体的旋转带动硬质合金齿对岩石的旋转冲击，达到硬质合金齿单次作用岩石时间快、频率高的目的，提高了试验效率。

技术领域

本发明属于一种复合破岩试验的夹具，具体涉及一种用于刮切与冲击复合破岩试验夹具装置。

背景技术

我国是能源需求大国，但是油气资源大量依赖进口，对外依存度高，为保障我国能源安全，必须加大我国油气资源的勘探开发力度，而制约油气开发的重要因素之一便是钻头的破岩效率。为了提高油气开采效率，降低钻井成本，科研学者在不断研发破岩效率更高的复合钻头，其中将PDC齿与硬质合金齿相结合的复合钻头的破岩机理与结构设计就是研究的热点。

而目前科研学者的研究主要停留在PDC齿刮切或硬质合金齿冲击的单一破岩作用机理方面，缺少对刮切与冲击复合作用破岩机理的研究，为此亟需一种刮切与冲击复合破岩试验的夹具来开展相应的复合破岩实验，为刮切与冲击复合破岩钻头的破岩机理与结构参数设计提供理论依据。

该发明一种用于刮切与冲击复合破岩实验的夹具能够实现多参数可调，满足多种试验参数需求，实现对夹具的重复利用，降低了试验成本；同时采用可拆卸式牙齿夹持方式，实现换齿方便快捷，减少试验准备时间，提高了试验效率。

发明内容

本发明目的：为刮切与冲击复合破岩试验提供一种多参数可调、换齿方便快捷的刮切与冲击复合破岩试验的夹具。

本发明采用如下技术方案：

本发明一种用于刮切与冲击复合破岩试验的夹具，主要由夹具主体、轴承、内六角螺栓、PDC齿、滚齿夹具组成。

所述夹具主体由夹柄、PDC齿安装槽、滚齿夹具安装槽、轴承安装孔、沉头螺纹孔、角度垫块、螺栓组成。夹具主体整体呈长方体型，顶部是圆柱体状的夹柄；夹具主体前端开设有PDC齿安装槽，PDC齿安装槽两侧璧开设的沉头螺纹孔与内六角螺栓配合，将PDC齿固定在PDC齿安装槽中，PDC齿安装槽的底部开设螺纹孔，与螺栓配合连接将角度垫块固定在PDC齿与PDC齿安装槽底面之间；夹具主体后端开设滚齿夹具安装槽，在滚齿夹具安装槽的两侧璧开设轴承孔。

所述滚齿夹具由滚齿夹具胎体、六个夹持套、六颗硬质合金齿、螺纹杆、两个调节螺母组成。

所述螺纹杆两端为圆柱体，中部为一段圆柱外螺纹，两端的圆柱面与所述滚齿夹具安装槽两侧的轴承内孔过盈配合连接。

所述滚齿夹具胎体整体呈圆柱体型，以滚齿夹具胎体的端面圆心为中心，沿垂直端面方向开设一螺纹通孔；在滚齿夹具胎体的圆柱面上开设六个间隔均匀的夹持套安装孔，孔面为圆锥面，并在夹持套安装孔的底部开设圆柱螺纹孔。所述螺纹杆中部的圆柱外螺纹与所述滚齿夹具胎体上的螺纹通孔配合连接，在螺纹杆上的滚齿夹具胎体两侧分别设置一个调节螺母。

所述夹持套由六角夹头、硬质合金齿夹持孔组成；所述夹持套内部中心为硬质合金齿夹持孔，夹持套底部为一圆柱外螺纹，与滚齿夹具胎体圆周上的夹持套安装孔底部的螺纹孔相配合连接；夹持套中部是以底部的圆柱外螺纹内径为起始直径，外径逐渐变大的圆锥体，圆锥体外表面与夹持套安装孔的圆锥内孔面相匹配；夹持套顶端为六面柱体的六角夹头，且从夹持套顶端的六角夹头端面开始，沿轴向将六角夹头与圆锥体竖直均匀间隔切割为六部分，直至圆柱外螺纹起始处。

本发明的优点为：

1：换齿拆卸方便，换齿效率高；

2：多参数可调，实现同一夹具可重复使用，降低试验成本；