一种多排齿结构的pdc钻头的制作方法

本实用新型涉及pdc钻头技术领域，具体涉及一种多排齿结构的pdc钻头。

背景技术：

目前，pdc钻头、天然金刚石钻头、孕镶钻头等被广泛用于油气开采和地质勘探，并取得了突出的使用效果。随着油气开采难度的不断加大，页岩气、大位移井等的开发都更多的依赖于定向钻井技术，因此需要有适合定向钻进的定向钻井钻头。

pdc钻头是聚晶金刚石复合片钻头的简称，其是地质钻探以及钻井工程等行业中最主要的破岩工具之一。pdc钻头的冠部剖面通常可划分为：内锥顶点、内锥面、鼻部、肩部、外肩部、保径。pdc钻头上的切削齿以合适的角度沿钻头径向布置在钻头冠部的刀翼上，布置在刀翼上的切削齿通过刮切或剪切的方式实现破岩，相邻刀翼之间形成排屑通道，破碎后的岩石被喷嘴中喷出的钻井液冲击，并沿着排屑通道排到钻头后部，最后排出钻井。

但是现有钻头在破岩过程中，排屑通道经常会被岩块卡住，虽然钻井液压力很大，但是岩块硬度过大，并且在其中某个排屑通道堵住后，钻井液会从其他排屑通道流出，导致被堵塞排屑通道的压力不是很大，岩块会一直卡在排屑通道，影响岩屑的正常排出，从而影响钻头的工作效率。

技术实现要素：

基于以上技术问题，本实用新型提供了一种多排齿结构的pdc钻头,从而解决了现有钻头排屑通道被岩块卡住，不易导通，从而影响钻头工作效率的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种多排齿结构的pdc钻头，包括钻头本体，钻头本体包括上部的切削部和下部的连接部，钻头本体顶部中心位置设置有喷嘴；所述切削部冠部的外表面均布有多条刀翼，相邻刀翼之间形成排屑通道，每条刀翼上表面均布有多个切削齿；

所述每条刀翼侧壁均布有多组辅助切削装置，每组辅助切削装置包括设置在刀翼内部的联动齿轮和分别半镶嵌在刀翼两个侧壁上的破碎齿轮，联动齿轮将同组内的两个破碎齿轮连接，联动齿轮和破碎齿轮均可以转动；所述多组辅助切削装置沿刀翼的走向均匀设置。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型设置的破碎齿轮凸出刀翼侧壁并且可以转动，在岩块在通过排屑通道时，使岩块与刀翼侧壁之间的滑动摩擦变位滚动摩擦，从而减小摩擦力，使岩块不容易卡在排屑通道，从而使钻头在破岩过程中，排屑顺畅，提高工作效率；

2、由于相邻的刀翼之间形成排屑通道，同组内的两个破碎齿轮分别设置在刀翼的两个侧壁，所以同组内的两个破碎齿轮分别与两个排屑通道接触，并且同组的破碎齿轮通过联动齿轮联动，所以当岩块卡在一个排屑通道内时，岩块与辅助切削装置内的一个破碎齿轮接触，同组内的另一个破碎齿轮在钻井液的冲击下转动，从而带动同组内与岩块接触的另一个破碎齿轮转动，从而使卡在排屑通道内的岩块脱落，使排屑通道排屑顺城，提高工作效率；

3、本实用新型喷嘴设置在钻头本体顶部中心位置，不仅可以在破岩过程中，在钻井液的作用下辅助破岩降温，而且可以将岩屑更好地冲击到排屑通道。

优选的，所述破碎齿轮和联动齿轮的轴线均与刀翼侧壁平行，破碎齿轮和联动齿轮的轴线均与刀翼上表面垂直，由于刀翼的厚度有限，所以此种设置方式可以需要较少的联动齿轮就可以将同组内的两个破碎齿轮连接，结构简单，节约成本。

优选的，所述破碎齿轮和联动齿轮的轴线均与刀翼侧壁平行，破碎齿轮和联动齿轮的轴线均与刀翼上表面平行，破碎齿轮可以在钻头转动过程中与岩层接触并转动，不仅可以方便破岩，而且在排屑通道内被卡住岩块时，破碎齿轮提供的力量更大，使排屑通道卡入的岩块更快掉落。

优选的，所述联动齿轮数量为1个，不仅结构简单，节约成本，而且在同等规格的刀翼下，联动齿轮设置为1个，相对与联动齿轮设置为多个的情况，联动齿轮的尺寸更大，从而使力矩变大，使堵塞的岩块更容易掉落。

优选的，所述刀翼数量为5个，在刀翼规格不变，并且保证钻头切削强度的情况下，增大排屑通道，使岩块不容易卡住。

附图说明

图1是本实用新型总体示意图；

图2是本实用新型图1沿A-A剖面示意图；联动齿轮为1个；

图3是本实用新型图1沿A-A剖面示意图；联动齿轮为多个；

图4是本实用新型图3中B处放大图；

图中标记：1-钻头本体；2-切削部；3-连接部；4-喷嘴；5-刀翼；6-排屑通道；7-切削齿；8-辅助切削装置；9-联动齿轮；10-破碎齿轮。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

如图1所示，一种多排齿结构的pdc钻头，包括钻头本体1，钻头本体1包括上部的切削部2和下部的连接部3，钻头本体1顶部中心位置设置有喷嘴4；所述切削部2冠部的外表面均布有多条刀翼5，相邻刀翼5之间形成排屑通道6，每条刀翼5上表面均布有多个切削齿7；

如图2所示，所述每条刀翼5侧壁均布有多组辅助切削装置8，每组辅助切削装置8包括设置在刀翼5内部的联动齿轮9和分别半镶嵌在刀翼5两个侧壁上的破碎齿轮10，联动齿轮9将同组内的两个破碎齿轮10连接，联动齿轮9和破碎齿轮10均可以转动；所述多组辅助切削装置8沿刀翼5的走向均匀设置。

所述破碎齿轮10和联动齿轮9的轴线均与刀翼5侧壁平行，破碎齿轮10和联动齿轮9的轴线均与刀翼5上表面垂直；所述联动齿轮9数量为1个；所述刀翼5数量为5个。

本实用新型的工作原理是：将连接部3与钻杆螺纹连接，钻进时，切削齿7对岩层进行破岩，钻井液从喷嘴4中喷出，使破碎的岩块沿着排屑通道6排出，破碎齿轮10凸出刀翼5侧壁并且可以转动，在岩块在通过排屑通道6时，使岩块与刀翼5侧壁之间的滑动摩擦变位滚动摩擦，从而减小摩擦力，使岩块不容易卡在排屑通道6内，

在岩块卡在其中某个排屑通道6时，岩块与被堵塞排屑通道6两侧的刀翼5中设置的一个破碎齿轮10接触，此时同组内的另一个破碎齿轮10在钻井液的冲击下转动，从而带动联动齿轮9转动，联动齿轮9带动与岩块接触的破碎齿轮10转动，从而使卡在排屑通道6内的岩块掉落。

下面，结合具体实施例来对本实用新型做进一步详细说明。

具体实施例

实施例1

一种多排齿结构的pdc钻头，包括钻头本体1，钻头本体1包括上部的切削部2和下部的连接部3，钻头本体1顶部中心位置设置有喷嘴4；所述切削部2冠部的外表面均布有多条刀翼5，相邻刀翼5之间形成排屑通道6，每条刀翼5上表面均布有多个切削齿7；

所述每条刀翼5侧壁均布有多组辅助切削装置8，每组辅助切削装置8包括设置在刀翼5内部的联动齿轮9和分别半镶嵌在刀翼5两个侧壁上的破碎齿轮10，联动齿轮9将同组内的两个破碎齿轮10连接，联动齿轮9和破碎齿轮10均可以转动；所述多组辅助切削装置8沿刀翼5的走向均匀设置。

实施例2

本实施例基于实施例1做进一步优化，所述破碎齿轮10和联动齿轮9的轴线均与刀翼5侧壁平行，破碎齿轮10和联动齿轮9的轴线均与刀翼5上表面垂直，由于刀翼5的厚度有限，所以此种设置方式可以需要较少的联动齿轮9就可以将同组内的两个破碎齿轮10连接，结构简单，节约成本。

实施例3

本实施例基于实施例1做进一步优化，如图3、图4所示，所述破碎齿轮10和联动齿轮9的轴线均与刀翼5侧壁平行，破碎齿轮10和联动齿轮9的轴线均与刀翼5上表面平行；

本实施例的工作原理：将连接部3与钻杆螺纹连接，钻进时，切削齿7对岩层进行破岩，设置在刀翼5侧壁的破碎齿轮10与岩层接触并转动，可以帮助破岩，钻井液从喷嘴4中喷出，使破碎的岩块沿着排屑通道6排出，在岩块卡在其中某个排屑通道6时，岩块与被堵塞排屑通道6两侧的刀翼5中设置的破碎齿轮10接触，破碎齿轮10与岩层接触并转动，可以使岩块掉落；

在刀翼5下部破碎齿轮10不能与岩层接触的位置卡住岩块时，岩块与被堵塞排屑通道6两侧的刀翼5中设置的一个破碎齿轮10接触，此时同组内的另一个破碎齿轮10在钻井液的冲击下转动，从而带动联动齿轮9转动，联动齿轮9带动与岩块接触的破碎齿轮10转动，从而使卡在排屑通道6内的岩块掉落。

实施例4

本实施例基于实施例2做进一步优化，所述联动齿轮9数量为1个，不仅结构简单，节约成本，而且在同等规格的刀翼5下，联动齿轮9设置为1个，相对与联动齿轮9设置为多个的情况，联动齿轮9的尺寸更大，从而使力矩变大，使堵塞的岩块更容易掉落。

实施例5

本实施例基于实施例1做进一步优化，所述刀翼5数量为5个，在刀翼规格不变，并且保证钻头切削强度的情况下，增大排屑通道6，使岩块不容易卡住。

如上所述即为本实用新型的实施例。本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。