[發明專利]具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭

有效

• 申請號: 201210287089.5
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN103266855A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 宋剛毅;郭國忠
• 申請（專利權）人: 江漢石油鉆頭股份有限公司
• 主分類號: E21B10/08
• 分類號: E21B10/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

技術領域

本發明涉及一種用于石油、天然氣鉆井和采礦鉆井領域牙輪鉆頭，具體涉及一種具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭。

背景技術

大位移井水平井在各油田已普遍使用，在鉆井造斜（尤其用大彎度螺桿造斜）過程中，牙輪受井壁推力作用而發生經常性內移，導致巖屑串進牙輪底平面和牙掌C點面之間，并逐步內侵進入密封，加快密封磨損，進而進入軸承而使軸承失效。現有牙輪鉆頭大都因此出現軸承早期失效，為減輕這種狀況已出現有在牙掌C點面上鑲有刮削的合金齒等物，可起到了一定的保護作用，但刮起的巖屑無定向排放，一部分仍會繼續向密封靠近，加劇密封的磨損。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，它能及時排屑，減少密封磨損，從而提高牙輪鉆頭軸承的使用壽命，尤其適于定向井造斜。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：包括有牙輪和牙掌，牙掌通過其下端的牙掌軸頸與牙輪相連，其特征在于在牙輪底平面上開設環形刮屑槽，刮屑槽的外周開設與其導通的排屑槽，在牙掌下端相對牙輪底平面的牙掌軸頸根部端面（牙掌C點面）對應刮屑槽安設刮屑器。

按上述方案，所述的刮屑器為鑲嵌在牙掌軸頸根部端面的柱狀刮屑齒。

按上述方案，所述的柱狀刮屑齒上端設置有一楔面，所述的楔面朝向牙輪旋轉方向并向外偏轉5°~60°。

按上述方案，所述的環形刮屑槽位于牙輪底平面徑向寬度的1∕4至3∕4范圍內。

按上述方案，所述的環形刮屑槽徑向寬度2~5mm，深度1~5mm。

按上述方案，所述的排屑槽沿牙輪底平面周向間隔布設，由環形刮屑槽外周延伸至牙輪背錐面，所述的排屑槽向一側偏斜，偏斜方向與牙輪旋轉相反。

按上述方案，所述的排屑槽為直槽、曲槽或弧形槽。

按上述方案，所述的排屑槽兩端頭的直線連線與過排屑槽內端頭的半徑延長線的夾角為10°~70°。

按上述方案，所述的排屑槽寬度2~5mm，深度1~5mm。

按上述方案，所述的排屑槽開有1~20條。

本發明的有益效果在于：1、在牙掌下端相對牙輪底平面的牙掌軸頸根部端面鑲有一個具有定向作用的刮屑器，該刮屑器刮屑部位帶有斜楔面，刮屑器斜楔面朝向牙輪旋轉方向并向外偏轉一定角度；在牙輪底平面上沿周向開有環形刮屑槽，并配有多道排屑槽與刮屑槽相連，牙輪高速旋轉時，首先刮屑器將進入底平面的巖屑刮起，并通過斜楔面將巖屑擠入排屑槽，從而將巖屑導出到接觸面外。由此可有效避免巖屑進一步向內侵入，保護了鉆頭密封和軸承，達到較好的密封保護作用，從而提高了軸承的使用壽命；2、排屑槽向一側偏斜，偏斜方向與牙輪旋轉相反，牙輪與牙掌端面的相對運動在相對牙輪徑向有一定角度的排屑槽中產生類似葉片泵作用，所產生的自動導屑的動力能更好起到對巖屑的擠出，從而將巖屑及時導出到接觸面外。本發明尤其適合于大位移井水平井的造斜。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的立體圖。

圖2為圖1中的局部放大圖，標示出排屑槽的位置。

圖3為本發明一個實施例牙輪底平面部位的局部剖視圖。

圖4為本發明一個實施例的牙掌部位刮屑器的結構圖。

圖5為圖4的俯視圖。

圖6為本發明一個實施例中刮屑器的立體圖。

圖7為本發明一個實施例中曲線排屑槽的牙輪底平面結構圖。

圖8為本發明另一個實施例中直線排屑槽的牙輪底平面結構圖。

具體實施方式

以下結合附圖進一步說明本發明的實施例。