专利名称：一种斜钢齿牙轮钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种斜钢齿牙轮钻头，它适用于石油、天然气钻井和采矿钻井中的极软至中硬地层。
背景技术：
现有的钢齿牙轮钻头主要是由牙掌和钢齿牙轮构成，牙轮上的钢齿是用铣削方式直接在锥形牙轮上铣出而形成的，钢齿呈直锥齿形，即钢齿的齿顶中线与牙轮锥体的母线是相平行的。由于牙轮钻头钻进时，牙轮牙齿在井底会产生沿着齿顶方向的滑动和垂直齿齿顶方向的滑动，直齿结构的牙轮钻头一方面是齿顶刃口长度较短，牙齿在井底的刮切面积和刮削行程较小，因而破岩效率较低，另一方面同时刮削井底的牙齿较少，牙齿所受的冲击和负荷大，因而牙轮的有效使用寿命较短。
发明内容
本实用新型所要解决的问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种牙齿的刮切面较大、刮削行程较长，且破岩效率高、耐磨性强的斜钢齿牙轮钻头。
本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为包括有牙掌1和安设在牙掌下方的钢齿牙轮2，其不同之处在于钢齿牙轮上的牙齿3相对牙轮锥体母线偏转一个角度，使钢齿牙轮呈斜锥齿轮或螺旋锥齿轮形。
按上述方案，在牙轮上设置有径向齿槽5，将牙齿分隔成前后两排，前后两排牙齿偏转角度的方向相反。所述的牙齿偏转牙轮锥体母线的角度为牙齿齿顶中线相对牙轮锥体母线的偏转角度(即牙齿的螺旋角)β为＞0°～60°，通常为5～30°。
本实用新型与现有直齿钢齿牙轮钻头相比具有以下的有益效果1、由于斜齿的齿长增加，因而增加了牙齿对井底的刮削面积和刮削行程，使牙轮钻头的破岩效率得到提高；2、由于牙轮在井下工作时与井底同时接触的齿数相对增加，因而使牙轮钻头工作的平稳性增强，降低了牙齿的冲击载荷，使牙轮钻头的耐磨性能得到提高；3、由于牙轮钻头在钻进刮削时的犁地效应，使其在破碎塑性地层时具有更好的效果；4、在牙轮上设置前后两排旋向相反的牙齿，可减少牙轮的轴向载荷，延长牙轮钻头轴承的使用寿命。
图1为本实用新型一个实施例的立体图。
图2为本实用新型一个实施例中钢齿牙轮的立体图。
图3、图4分别为图2中A向、B向局部视图，也为牙齿部分的角度偏转示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的一个实施例，牙掌1为三个，在每个牙掌下方配置安设有一个钢齿牙轮2，三个牙掌沿周向焊接成一体，构成一个三牙轮钻头，每个钢齿牙轮中间用径向齿槽5将牙轮的牙齿分隔成前后两排，前后两排牙齿偏转角度的方向相反，角度相同，其中后排(大端)牙齿的偏转方向为左旋，每个牙齿3的齿顶4中线相对牙轮锥体母线偏转一个β＝10°～20°的角度，使钢齿牙轮呈双向斜锥齿轮形，牙齿3可由钢齿牙轮基体直接铣削成形，在牙齿的齿顶4及各侧面可敷焊一层耐磨材料，耐磨材料为碳化钨合金，以增加牙齿的耐磨性，此外，在牙掌侧安设有喷嘴6，用于钻头工作时高压泥浆喷射。
权利要求1.一种斜钢齿牙轮钻头，包括有牙掌(1)和安设在牙掌下方的钢齿牙轮(2)，其特征在于钢齿牙轮上的牙齿(3)相对牙轮锥体母线偏转一个角度，使钢齿牙轮呈斜锥齿轮或螺旋锥齿轮形。
2.按权利要求1所述的斜钢齿牙轮钻头，其特征在于在牙轮上设置有径向齿槽(5)，将牙齿分隔成前后两排，前后两排牙齿偏转角度的方向相反。
3.按权利要求1或2所述的斜钢齿牙轮钻头，其特征在于所述的牙齿偏转牙轮锥体母线的角度为牙齿齿顶中线相对牙轮锥体母线的偏转角度β为＞0°～60°，通常为5～30°。
4.按权利要求3所述的斜钢齿牙轮钻头，其特征在于牙掌(1)为三个，在每个牙掌下方配置安设有一个钢齿牙轮(2)，三个牙掌沿周向焊接成一体，构成一个三牙轮钻头，每个钢齿牙轮中间用径向齿槽(5)将牙轮的牙齿分隔成前后两排，前后两排牙齿偏转角度的方向相反，角度相同，其中后排牙齿的偏转方向为左旋，每个牙齿的齿顶(4)中线相对牙轮锥体母线偏转一个β＝10°～20°的角度，使钢齿牙轮呈双向斜锥齿轮形。
5.按权利要求1或2所述的斜钢齿牙轮钻头，其特征在于在牙齿的齿顶(4)及各侧面可敷焊一层耐磨材料。
专利摘要本实用新型涉及一种斜钢齿牙轮钻头，适用于石油、天然气钻井中的极软至中硬地层。它包括有牙掌和安设在牙掌下方的钢齿牙轮，钢齿牙轮上的牙齿相对牙轮锥体母线偏转一个角度，使钢齿牙轮呈斜锥齿轮或螺旋锥齿轮形。在牙轮上可设置有径向齿槽，将牙齿分隔成前后两排，前后两排牙齿偏转角度的方向相反。本实用新型由于斜齿齿长的增加，因而增加了牙齿对井底的刮削面积和刮削行程，使牙轮钻头的破岩效率得到提高；并且由于牙轮在井下工作时与井底同时接触的齿数相对增加，因而使牙轮钻头工作的平稳性增强，降低了牙齿的冲击载荷，使牙轮钻头的耐磨性能得到提高，前后两排旋向相反牙齿的设置可减少牙轮的轴向载荷，延长牙轮钻头轴承的寿命。
文档编号E21B10/16GK2542818SQ02228948
公开日2003年4月2日 申请日期2002年4月5日 优先权日2002年4月5日
发明者樊孝兵, 吴世友 申请人:江汉石油钻头股份有限公司