專利名稱：單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)，特別是一種單牙輪鉆頭的保徑結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前石油、礦山及地質(zhì)鉆探所選用的單牙輪鉆頭其鉆進時，由于牙輪的自轉(zhuǎn)和繞鉆頭中心線的公轉(zhuǎn)，形成鉆頭硬質(zhì)合金齒對井底的網(wǎng)狀切削，同時形成弧形斜溝狀粗糙井壁，這種粗糙的井壁縮小了井眼的有效斷面，威脅鉆頭起鉆頭安全，愈是深井，起鉆的安全要求愈嚴(yán)，因此沒有保徑結(jié)構(gòu)的單牙鉆頭，所鉆井眼質(zhì)量不高，實用價值低，安全性能差，而現(xiàn)有單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)如中國專利98219946.5的《一種單牙輪鉆頭》它僅是在牙輪鉆頭的鉆頭體上設(shè)有保徑塊，在保徑塊上又布置有主動切削保徑齒和被動切削保徑齒，其目的是使牙輪鉆頭的牙爪體在牙輪鉆頭被磨損之后，保護牙爪體不被過度磨損而斷裂，從而影響鉆頭的使用壽命；其不能對所鉆井眼井壁進行有效修剪切削使井壁光滑流暢；不能使鉆頭鉆進質(zhì)量達(dá)到API井眼直徑要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的要提供一種隨鉆頭鉆進的同時完成對所鉆井壁二次加工，除去井壁粗糙部分使井壁光滑流暢，鉆進質(zhì)量符合API井眼直徑要求，起鉆安全，實用價值高的一種單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明技術(shù)方案是這樣來實現(xiàn)的，它包括牙爪、反噴嘴、保徑齒、牙爪斜面、牙輪端面及牙輪，三分之二至四分之三的保徑齒布設(shè)于牙爪的反噴嘴出口的下方，位于反噴嘴最下端的保徑齒的根部外壁面最低點與牙爪下端最低點的最短距離大于或等于該保徑齒的最大直徑。
布設(shè)于牙爪上的保徑齒，徑向等角對稱，軸向均勻等距直線分布，徑向相鄰兩齒的軸向間距小于或等于保徑齒齒頂圓直徑。
牙爪的最下端爪尖倒角。
牙爪的最下端爪尖倒成R圓弧角，R圓弧角圓弧線倒至牙爪中心軸線最低點與牙爪斜面上的密封圓相切點F位置。
在牙爪的圓柱體表面上布設(shè)有7-13顆保徑齒。
牙爪的圓柱體表面上設(shè)有9顆保徑齒牙爪斜面最上端3顆，反噴嘴出口下方6顆。
保徑齒的齒徑大于牙輪上耐磨齒的齒徑。
牙爪上保徑齒的齒頂圈外徑小于牙輪的最大球徑。
本發(fā)明單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)，其使保徑齒盡可能地靠近牙輪端面，排除咽喉部位巖屑，縮短井底流場，迫使巖屑及時脫離井底，同時利用牙爪尖倒角，使部分鉆井液繞過咽喉部位，以減少局部流動阻力，避開高速泥漿沖蝕爪尖；井底流場是鉆井液紊流最集中的部位，也是巖屑最難排出的部位，井底流場越短排出巖屑的效率越高；還因牙爪體上的保徑齒軸向均勻等距，直線分布，徑向則等角對稱，徑向相鄰兩齒之間有部分重疊，保證了鉆頭體對井壁的連續(xù)刮削，經(jīng)過保徑齒的連續(xù)刮削，排除了咽喉部位的阻礙，使井壁與牙爪圓柱體表面之間，形成了間隔均勻的流暢環(huán)空，使井底的巖屑能迅速排出，正好滿足了反噴嘴所需的工作條件。
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1沿A-A向保徑齒的徑向分布圖。
圖3為本發(fā)明牙爪1示意圖。
圖4為圖3沿B向局部圖。
圖5為圖3沿C向局部圖。
圖6為圖3沿D向圖。
圖中1.牙爪、2.反噴嘴、3.保徑齒、4.牙爪斜面、5.牙輪端面、6.牙輪、7.密封圓。
具體實施例方式如圖1-6所示本發(fā)明單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)各向示意圖，牙爪1圓柱狀體被牙爪斜面4分成不對稱的兩段，圓柱體不長，與鉆桿相比，比值極小，保徑齒3由合金材料制成，在牙爪體牙爪斜面4最高點的上端設(shè)三分之一保徑齒3，本例設(shè)有3顆下端設(shè)三分之二的保徑齒3，本實例設(shè)6顆保徑齒3，即在牙爪1反噴嘴2出口的下部設(shè)6顆保徑齒3，保徑齒3徑向等角對稱，軸向等距直線分布，徑向相鄰兩齒的軸向間距小于或等于保徑齒3的齒頂圓直徑，本實施例采用略小于，這樣徑向相鄰兩齒有少量重疊，其切削軌跡亦有少量重疊，形成對井壁的連續(xù)，無間隔的柱狀組合刮削；這樣有利于巖屑排出，位于牙爪1反噴嘴3下部最下端的保徑齒3的根部外壁面最低點與牙爪1下端部最低點之間的最短距離大于或等于該保徑齒3的最大直徑，本實施例取等于，因牙爪1上的保徑齒3理論上越靠近牙輪端面5越好，牙爪體上的保徑齒3齒頂圈外徑略小于牙輪6的最大球徑包括耐磨齒，牙爪1的爪尖即牙爪1的最下端倒角處理，倒成R圓弧角，R圓弧角圓弧線倒至沿牙爪1中心軸線最低點與牙爪斜面4上的密封圓7相切點F位置，使一部分鉆井液繞過咽喉部位，減少局部流動阻力，避開了高速泥漿沖蝕牙爪1的牙尖，使用本發(fā)明單牙輪鉆頭鉆井時，隨著鉆頭的鉆進，由于保徑齒3的作用，同時完成了對井壁的二次加工，除去了井壁的粗糙部分，使井壁光滑流暢，根除了起鉆安全威脅。
權(quán)利要求
1.一種單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)，包括牙爪(1)、反噴嘴(2)、保徑齒(3)牙爪斜面(4)、牙輪端面(5)及牙輪(6)，其特征是三分之二至四分之三的保徑齒(3)布設(shè)于牙爪(1)的反噴嘴(2)出口的下方，位于反噴嘴(2)最下端的保徑齒(3)的根部外壁面最低點與牙爪(1)下端最低點的最短距離大于或等于該保徑齒(3)的最大直徑。
2.如權(quán)利要求1所述的單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)，其特征是所述布設(shè)于牙爪(1)上的保徑齒(3)，徑向等角對稱，軸向均勻、等距、直線分布，徑向相鄰兩齒的軸向間距小于或等于保徑齒(3)齒頂圓直徑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)，其特征是牙爪(1)的最下端爪尖倒角。
4.如權(quán)利要求1所述的單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)，其特征是牙爪(1)的最下端爪尖倒成R圓弧角，R圓弧角圓弧線倒至牙爪(1)中心軸線最低點與牙爪斜面(4)上的密封圓(7)相切點F位置。
5.如權(quán)利要求1或2所述的單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)，其特征是在牙爪(1)的圓柱體表面上布設(shè)有7-13顆保徑齒(3)。
6.如權(quán)利要求5所述的單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)，其特征是所述牙爪(1)的圓柱體表面上設(shè)有9顆保徑齒(3)，牙爪斜面(4)最上端3顆，反噴嘴(2)出口下方6顆。
7.如權(quán)利要求1所述的單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)，其特征是保徑齒(3)的齒徑大于牙輪(6)上耐磨齒的齒徑。
8.如權(quán)利要求1所述的單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)，其特征是所述牙爪(1)上保徑齒的齒頂圈外徑小于牙輪(6)的最大球徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)，它包括牙爪，反噴嘴，保徑齒，牙爪斜面，牙輪端面及牙輪等，其是將三分之二以上的保徑齒布設(shè)于牙爪體的反噴嘴下方，靠牙輪端面最近的保徑齒外表面距牙爪下端最低點的最短距離大于或等于該保徑齒的最大直徑，保徑齒徑向等角對稱，軸向等距直線分布，保證了切削軌跡有少量重疊，采用上述結(jié)構(gòu)有利于縮短井底流場，使開壁光滑流暢；起鉆安全。
文檔編號E21B10/16GK101033680SQ200710034738
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者易楠輝, 涂小芳, 徐延金 申請人:江西飛龍鉆頭制造有限公司