专利名称：防掉牙轮钻头的流道与布齿的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻井用防掉牙轮钻头，特别是防掉牙轮钻头的流道与布齿的改进。
近年来，为提高石油钻井的效率和工艺水平，对牙轮钻头的研究与技术革新取得了突破性成就。金刚石齿牙轮钻头用于切削和摩擦付、井底射流自动调节、复合材料密封的应用，这些都促使钻井工程进入了一个崭新的阶段。然而切削结构的设计较为落后，特别是流道设计方面还是空白。
现有的牙轮钻头，尤其是软型钻头，在钻进软地层及软硬交替地层中排屑能力差，时有折齿现象，加大钻压时，轮体触及地层或泵功率不足时，都会造成井底清洗不良，排屑能力差，有时还泥包钻头，极大的防碍了钻井效率和钻头的使用。另外，井底模式的履盖系数差，也是目前布齿中的一大缺陷。
本实用新型的目的正是针对上面所述防掉牙轮钻头的流道与布齿问题，提出新的改进措施，将牙轮外壳齿间槽与齿槽元滑相接，以及将牙轮切削结构的外、中排齿圈出刃分三档，三向进行布齿，既开辟了牙轮钻头的井底流道，又改进了齿的出刃高度、解决了折齿问题，同时改善了井底覆盖系数，为石油钻井所用牙轮钻头作出了又一新贡献。
本实用新型的目的是由以下措施来实现的将镶齿牙轮的齿间加工成槽与齿槽元滑过渡成为流道，其流道距齿根表面相距0.5-2.5毫米相接。
镶齿、金刚石齿或洗齿的外排齿、中排齿各齿圈分三档出刃，根据这些钻头所钻地层，要求齿高相差1-5毫米，并对称分布。出刃最高的一档用楔齿或锥楔齿，并朝牙轮旋转的走向布齿，出刃次之的一档为任意形齿的斜向布齿，出刃最低的一档，保证不碰齿的情况下，尽量加宽齿，做成弧形(勺形)齿，垂直于走向的横向布齿。这样便开辟了牙轮钻头的井底流道和布齿。该方案在任何钻头上均可采用，能保证合理的井底覆盖系数，减少井底背梁和不平度，成为近来最合理的井底模式。
图1为本实用新型的剖面结构示意图。
图2为镶齿牙轮。
图3为铣齿或金刚石齿牙轮。
以下结合附图对本实用新型的结构及工作情况作进一步说明。
图1中，由钻头1、平衡器2、防掉牙轮装置3、滑润系统4、井底射流调节器与牙轮6组成的防掉牙轮钻头，将齿间槽8与齿槽7元滑相接。图2、图3中牙轮外排齿61为高出刃走向齿、62为次出刃斜向齿、63为低出刃横向齿，并对称分布，牙轮的中排齿圈与外排齿圈布齿相同。这样造成了各档齿的明确分工，即切削、刮切、刮挤作用，形成一种高速掘进机制。齿槽7、齿间槽8配合泥浆(清洗液)将切削刮挤破碎的岩屑及时带走排除地面。
本实用新型与现有技术相比有如下优点1．本实用新型设置流道及布齿分工、改进了井底模式，达到牙轮钻头的最佳切削及清洗、排屑的良好状态。
2．本产品适用范围增大，可代替相邻两个型号钻头，可节约大量资金。
3．新的布齿方案，提高了齿的切削能力、耐磨性、延伸了整个切削结构的锐度和寿命，可使钻速提高10-40％。
权利要求1．防掉牙轮钻头的流道与布齿，防掉牙轮钻头由钻头1、平衡器2、防掉牙轮装置3、润滑系统4、井底射流调节器5、牙轮6等组成，其特征在于将牙轮外壳的齿间槽8与齿槽7元滑相接形成流道，流道边沿与齿根表面相接距离为0.5-2.5毫米；将牙轮切削结构的外、中排齿圈出刃分三档三向布齿，齿高相差1-5毫米，高出刃61为楔形齿或锥楔齿，并朝牙轮旋转的走向安装布齿，次出刃62为任意形齿，斜向安装布齿，低出刃63为勺形齿，其宽度以不碰齿为准，并垂直于走向的横向安装布齿。
专利摘要本实用新型是一种用于石油矿山钻井的防掉牙轮钻头,它是对钻头流道设计及布齿的改进。即对齿槽和齿间槽连通,并使之元滑过渡,对外、中排齿出刃高差及安装角度进行了合理的改造,即齿圈出刃分三档三向布齿。本实用新型改进了井底模式,达到牙轮钻头最佳切削、清洗及排屑。本实用新型的布齿提高了齿的切削能力、耐磨性,可使钻速提高10—40%,并适用范围大,可代替相邻两个型号钻头。
文档编号E21B10/18GK2318386SQ9723768
公开日1999年5月12日 申请日期1997年9月8日 优先权日1997年9月8日
发明者王用顺, 何光宇, 徐学礼, 熊发祥, 陈隆宝, 刘绪元, 曾凡愚 申请人:王用顺