一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒的制作方法

一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒，包括工作牙冠(1)和安裝底部(2)，其特征是：所述的工作牙冠(1)設置有主工作牙冠(4)和副工作牙冠(3)，弧形曲線(6)位于主工作牙冠(4)與副工作牙冠(3)的交界處，主工作牙冠(4)的外輪廓線包括內緣(8)與弧形曲線(6)，副工作牙冠(3)的外輪廓線包括外緣(7)與弧形曲線(6)，內緣(8)與外緣(7)分別被前端(11)與后端(12)平分成兩段，安裝底部(2)是圓柱體結構，底部兩邊設計有斜面(5)，牙齒中心軸線(9)與圓柱體的中軸線重合。本實用具有克服現有球形齒、錐形齒存在的鉆頭邊齒過度磨損，破壞效果不佳的缺陷。
【專利說明】一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械領域，特別是一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒。

【背景技術】
[0002]隨著勘探開發越來越往深部硬質地層發展，空氣沖旋鉆井憑借其在深部硬質地層高機械鉆速、保護儲層、井斜控制良好、有效治理惡性井漏的技術特點，得到了越來越廣泛的應用。空氣錘鉆頭牙齒作為空氣錘與巖石的直接接觸部件，其性能的優劣直接影響沖旋鉆井的破巖效率。
[0003]空氣錘鉆頭鑲嵌的硬質合金齒主要有球型齒和錐型齒兩種:球型齒的沖擊破巖能力一般，但耐磨性較好；錐型齒較球型齒沖擊破巖性能強勁，但耐磨性相對較差，在硬質地層容易發生過度磨損甚至折斷。
[0004]空氣錘鉆頭的牙齒磨損主要是鉆壓作用下牙齒與巖石的徑向切削損耗，由于外圈牙齒的移動距離比內圈牙齒的移動距離更大，所以空氣錘鉆頭的外圈齒在保證破巖能力的同時也應具備極強的耐磨性。
[0005]現有的空氣錘鉆頭外圈齒一般都是采用球型齒或錐型齒，兩種齒型在耐磨性和沖擊破巖性能上各有優勢，但都不能滿足外圈齒需耐磨性與破巖能力兩者兼顧的技術要求，現有的球型、錐型外圈齒過度磨損、斷裂經常發生，由此導致的起下鉆頻繁，嚴重影響鉆井速度及鉆井成本。因此急需研制一種新型的既耐磨又高效的外圈齒。
實用新型內容
[0006]為了克服現有技術的上述缺點，本實用新型的目的是克服現有球形齒、錐形齒存在的鉆頭邊齒過度磨損，破壞效果不佳的缺陷，提供一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒。
[0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒，包括工作牙冠和安裝底部，其中:所述的工作牙冠設置有主工作牙冠和副工作牙冠，弧形曲線位于主工作牙冠與副工作牙冠的交界處，主工作牙冠的外輪廓線包括內緣與弧形曲線，副工作牙冠的外輪廓線包括外緣與弧形曲線，內緣與外緣分別被前端與后端平分成兩段，安裝底部是圓柱體結構，底部兩邊設計有斜面，牙齒中心軸線與圓柱體的中軸線重合。
[0008]作為本實用新型的進一步改進:所述的工作牙冠的前段和后端連接的直線與中心軸線相交形成中心平面A-A，在中心平面A-A上，工作牙冠的截面呈非對稱的局部橢圓形面,與中心平面A-A垂直相交的平面上，工作牙冠的截面呈對稱的局部圓形面。
[0009]作為本實用新型的進一步改進:所述的主工作牙冠的內緣從前端至弧型曲線一直逐漸上升，副工作牙冠的外緣從弧形曲線至后端一直平滑下降。
[0010]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型集成了球型齒高耐磨性與錐型齒高沖擊破巖性能的特點，鑲嵌空氣錘鉆頭外圈弧型齒的鉆頭，將具有高使用壽命、高鉆進效率的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的正視圖。
[0012]圖2為本實用新型的側視圖。
[0013]圖3為本實用新型的俯視圖。
[0014]圖4為本實用新型A-A面的剖面視圖。
[0015]圖5為本實用新型B-B面的剖面視圖。
[0016]圖6為本實用新型C-C面的剖面視圖。
[0017]圖7為本實用新型D-D面的剖面視圖。

【具體實施方式】
[0018]現結合【專利附圖】

【附圖說明】與實施例對本實用新型進一步說明:
[0019]參考圖1、圖2以及圖3，一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒，包括工作牙冠1，和安裝底部2，其中:所述的工作牙冠I設置有主工作牙冠4和副工作牙冠3，弧形曲線6位于主工作牙冠4與副工作牙冠3的交界處，主工作牙冠4的外輪廓線包括內緣8與弧形曲線6，副工作牙冠3的外輪廓線包括外緣7與弧形曲線6，內緣8與外緣7分別被前端11與后端12平分成兩段，安裝底部2是圓柱體結構，底部兩邊設計有斜面5，牙齒中心軸線9與圓柱體的中軸線重合。
[0020]作為本實用新型的進一步改進:所述的工作牙冠I的前段11和后端12連接的直線與中心軸線9相交形成中心平面A-A，在中心平面A-A上，工作牙冠I的截面呈非對稱的橢圓形，與中心平面A-A垂直相交的平面上，工作牙冠I的截面呈對稱的圓形。
[0021]所述的工作牙冠I的前段11和后端12連接的直線與中心軸線9相交形成中心平面A-A，在中心平面A-A上，工作牙冠I的截面呈非對稱的局部橢圓形面,與中心平面A-A垂直相交的平面上，工作牙冠I的截面呈對稱的局部圓形面。
[0022]所述的主工作牙冠4的內緣8從前端11至弧型曲線6 —直逐漸上升，副工作牙冠3的外緣7從弧形曲線6至后端12 —直平滑下降。
[0023]本實用新型的詳細描述:
[0024]一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒由工作牙冠I和安裝底部2組成，弧形曲線6位于主工作牙冠4與副工作牙冠3的交界處，相較于球型齒頂部輪廓面10，弧型硬質合金齒增大了主工作牙冠4的體積，減小了副工作牙冠3的體積。主工作牙冠4的外輪廓線包括內緣8與弧型曲線6，副工作牙冠3的外輪廓線包括外緣7與弧型曲線6，內緣8與外緣7分別被前端11與后端12平分成兩段，內緣8的特征是從前端11至弧型曲線6 —直逐漸上升，外緣7的特征是從弧型曲線6至后端12 —直平滑下降。安裝底部2是圓柱體結構，底部兩邊設計有斜面5。牙齒中心軸線9與圓柱體的中軸線重合，連接前端11與后端12的直線與中心軸線9相交形成中心平面A-A。在中心平面A-A上，工作牙冠I的截面特征呈非對稱的局部橢圓形面，在與中心平面A-A垂直相交的任意平面內(如B-B，C-C, D-D)工作牙冠I的截面特征呈對稱的球型。安裝底部2是圓柱體結構，底部設計有斜面5，便于牙齒固定在最佳工作位置。
[0025]在牙齒回轉切削時，主工作牙冠4貼合巖石，承受大部分的鉆壓與沖擊切削反作用力，由于主工作牙冠4較同尺寸的球型齒頂部輪廓面10采用了增大體積的設計，且中心平面A-A垂直相交的任意平面內工作牙冠I的截面特征都呈對稱的球型，因此其耐磨性要強于同尺寸的球齒及錐齒。副工作牙冠3較同尺寸的球型齒頂部輪廓面10采用了削減體積的設計，在中心平面A-A上工作牙冠I的截面特征呈非對稱的弧型，軸向沖擊巖石時，傾斜布置的弧型齒有類似于錐型齒的尖頂沖擊破巖的效果，其破巖性能要強于同尺寸的球型齒，基本接近錐型齒。
[0026]綜上所述，本領域的普通技術人員閱讀本實用新型文件后，根據本實用新型的技術方案和技術構思無需創造性腦力勞動而作出其他各種相應的變換方案，均屬于本實用新型所保護的范圍。
【權利要求】
1.一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒，包括工作牙冠(I)和安裝底部(2)，其特征是:所述的工作牙冠(I)設置有主工作牙冠(4)和副工作牙冠(3)，弧形曲線(6)位于主工作牙冠(4)與副工作牙冠⑶的交界處，主工作牙冠⑷的外輪廓線包括內緣⑶與弧形曲線(6)，副工作牙冠(3)的外輪廓線包括外緣(7)與弧形曲線(6)，內緣(8)與外緣(7)分別被前端(11)與后端(12)平分成兩段，安裝底部(2)是圓柱體結構，底部兩邊設計有斜面(5)，牙齒中心軸線(9)與圓柱體的中軸線重合。
2.根據權利要求1所述的一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒，其特征是:所述的工作牙冠(I)的前段(11)和后端(12)連接的直線與中心軸線(9)相交形成中心平面(A-A)，在中心平面(A-A)上，工作牙冠(I)的截面呈非對稱的局部橢圓形面，與中心平面(A-A)垂直相交的平面上，工作牙冠(I)的截面呈對稱的局部圓形面。
3.根據權利要求1所述的一種空氣錘鉆頭外圈弧型齒，其特征是:所述的主工作牙冠(4)的內緣(8)從前端(11)至弧型曲線(6)—直逐漸上升，副工作牙冠(3)的外緣(7)從弧形曲線(6)至后端(12) —直平滑下降。
【文檔編號】E21B10/46GK203835274SQ201320853012
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】張 林, 羅衡, 沈理旭, 尹洪波, 毛煉, 蔡鵬
申請人:中海油安全技術服務有限公司