专利名称：一种用于牙轮钻头的凸形楔面切削齿的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于石油和地质钻探牙轮钻头的凸形楔面切削齿。
背景技术：
在现有技术中，镶装于牙轮钻头上的切削齿为硬质合金切削齿，切削齿的齿形存在有多种结构，常用的齿形有勺形齿、楔形齿、锥球齿、球形齿等。针对不同的地层岩石性质和钻头破岩特点，应使用不同形状的切削齿，以获得较高的破岩效率。就勺形齿来说，其头部较尖，容易吃入地层，但其强度较低，在硬地层中使用，切削齿较易碎、断。锥球齿和球形齿适用于硬地层，但它们的刮削性能差。上述这些齿形的切削齿均不能较好地适应硬塑性地层钻头的破岩特性，因而阻碍了牙轮钻头在硬塑性地层中机械钻速和使用寿命的进一步提高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种强度较高且易于吃入地层的用于牙轮钻头的凸形楔面切削齿。
本实用新型为解决上述技术问题所提出的技术方案为包括有齿柱4和齿冠3，其不同之处在于所述齿冠由一个圆形的底截面通过截面变化过渡到一个底截面为椭圆的弧形齿顶1，形成椭圆锥台形齿冠，在椭圆锥台形齿冠的短轴两侧弧面上切出有楔面2，至少有一个楔面为凸形楔面。
按上述方案，在椭圆锥台形齿冠的短轴两侧弧面上切出的楔面均为凸形楔面；或者，在椭圆锥台形齿冠的短轴两侧弧面上一侧切出一个凸形楔面，另一侧为平楔面。椭圆锥台形齿冠的长轴两侧母线与垂线(齿柱母线)成一个夹角α，α为0～30°，通常α为0～15°。
本实用新型的有益效果在于凸形楔面结构增强了切削齿的强度，切削齿在吃入地层过程中，吃入角随吃入深度的变化而变化，切削齿与岩石之间是点与点接触，增强了切削齿切削岩石的接触应力，提高了其破碎岩石的能力。同时，切削齿的两侧夹角α较小，切削刃较长，增加了刮削面积，提高了切削效率。在切削齿的各相贯面上倒圆设计，可消除齿体上的应力集中。另外，采用超硬耐磨材料，能进一步提高切削齿的使用寿命。
图1为本实用新型一个实施例的主视图。
图2为图1的左视图。
图3为图1的俯视图。
图4为图1的立体图。
图5为本实用新型第二个实施例的俯视图。
图6为本实用新型第二个实施例的主视图。
图7为图6的左视图。
图8为本实用新型第三个实施例的主视图。
图9为图8的左视图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
第一个实施例如图1、2、3、4所示，为一双面凸形楔面切削齿，包括有一圆柱形的齿柱4，齿柱上端为齿冠3，齿冠由圆形的底截面通过截面变化过渡到一个椭圆形顶面，该椭圆形顶面即为弧形齿顶1的底截面，由此形成一个椭圆锥台形齿冠，在该椭圆锥台形齿冠两侧的短轴弧面上切出有凸形楔面，两侧的凸形楔面相互对称且横向母线相平行。所述的凸形楔面可为一个圆弧面或渐开线弧面。凸形楔面上端与弧形齿顶1相连。
本实用新型的第二个实施例如图5、6、7所示，它与第一个实施例的主要不同之处是在于椭圆锥台形齿冠两侧的凸形楔面上的横向母线与切削齿中心平面成一个夹角β，β为0～15°，较佳夹角为5～10°，所形成的弧形齿顶1沿齿向由窄变宽。其余部分结构与第一个实施例相同。
本实用新型第三个实施例如图8、9所示，它的主要特点是在于在椭圆锥台形齿冠的短轴两侧弧面上一侧为凸形楔面，另一侧为平楔面，构成一个单面凸形楔面的切削齿，其它部分与第一个实施例结构相同。
本实用新型的切削齿可由硬质合金材料或超硬耐磨合金材料制成。
权利要求1.一种用于牙轮钻头的凸形楔面切削齿，包括有齿柱(4)和齿冠(3)，其特征在于所述齿冠由一个圆形的底截面通过截面变化过渡到一个底截面为椭圆的弧形齿顶(1)，形成椭圆锥台形齿冠，在椭圆锥台形齿冠的短轴两侧弧面上切出有楔面(2)，至少有一个楔面为凸形楔面。
2.按权利要求1所述的用于牙轮钻头的凸形楔面切削齿，其特征在于在椭圆锥台形齿冠的短轴两侧弧面上切出的楔面均为凸形楔面。
3.按权利要求1所述的用于牙轮钻头的凸形楔面切削齿，其特征在于在椭圆锥台形齿冠的短轴两侧弧面上一侧切出一个凸形楔面，另一侧为平楔面。
4.按权利要求2或3所述的用于牙轮钻头的凸形楔面切削齿，其特征在于椭圆锥台形齿冠的长轴两侧母线与垂线成一个夹角α，α为0～30°。
5.按权利要求2或3所述的用于牙轮钻头的凸形楔面切削齿，其特征在于椭圆锥台形齿冠两侧的凸形楔面上的横向母线与切削齿中心平面成一个夹角β，β为0～15°。
6.按权利要求2或3所述的用于牙轮钻头的凸形楔面切削齿，其特征在于所述的凸形楔面可为一个圆弧面或渐开线弧面。
专利摘要本实用新型涉及一种用于石油和地质钻探牙轮钻头的凸形楔面切削齿。包括有齿柱和齿冠，其不同之处在于所述齿冠由一个圆形的底截面通过截面变化过渡到一个底截面为椭圆的弧形齿顶，形成椭圆锥台形齿冠，在椭圆锥台形齿冠的短轴两侧弧面上切出有楔面，至少有一个楔面为凸形楔面。本实用新型的有益效果在于凸形楔面结构增强了切削齿的强度，切削齿在吃入地层过程中，吃入角随吃入深度的变化而变化，切削齿与岩石之间是点与点接触，增强了切削齿切削岩石的接触应力，提高了其破碎岩石的能力。同时，切削齿的两侧夹角α较小，切削刃较长，增加了刮削面积，提高了切削效率。另外，采用超硬耐磨材料，能进一步提高切削齿的使用寿命。
文档编号E21B10/46GK2677582SQ20032012553
公开日2005年2月9日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者赵彦, 刘晓波 申请人:江汉石油钻头股份有限公司