[實用新型]一種孕鑲式單牙輪鉆頭

有效

• 申請號: 201420681071.8
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN204357352U
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 王希勇;蔣祖軍;肖國益;戚斌;胡大梁;楊迎新;雷煒;任海濤;林敏;房舟
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司
• 主分類號: E21B10/16
• 分類號: E21B10/16
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 賀元

技術領域

本實用新型涉及油氣井鉆探用的鉆頭，具體是一種孕鑲式單牙輪鉆頭。

背景技術

單牙輪鉆頭主要由鉆頭體和裝配在鉆頭體輪掌上的牙輪構成，其具有承受鉆壓大（鉆頭軸承尺寸所決定）、軸承使用壽命長、安全性高等特點，在深井、小尺寸井等油氣井的鉆進過程中得到了廣泛應用。

然而，目前常用的單牙輪鉆頭的切削元件僅為裝配在鉆頭體上的牙輪，鉆頭體自身不具有切削功能，從而使得單牙輪鉆頭在鉆進過程中的載荷承受完全由牙輪實現，加之牙輪上的切削體主要為硬質合金齒，進而在鉆進中遇到高硬度、高研磨性地層及不均質夾層時，單牙輪鉆頭的牙輪容易出現故障損壞，尤其是牙輪上的切削體容易發生磨損、崩齒、斷齒等失效現象，從而制約了單牙輪鉆頭的應用前景。

此外，上述牙輪上的切削體通常是沿著牙輪經線方向布置的，這種布置結構使得切削體與地層之間形成一定的向心夾角（即夾角處在輪掌處），從而使得切削體相對地層的滑動小，對地層的刮切作用也就隨之減小，破巖效率低。

發明內容

本實用新型的目的在于：針對上述現有技術的不足，提供一種結構簡單、切削力度大、破巖效率高、使用壽命長的孕鑲式單牙輪鉆頭。

本實用新型采用的技術方案是：一種孕鑲式單牙輪鉆頭，包括鉆頭體和牙輪，所述鉆頭體的上部具有鉆具連接頭、下部具有斜面結構的輪掌，所述牙輪通過輪掌上的裝配軸裝配在輪掌上，所述鉆頭體的圓周上設有鉆頭胎體，在鉆頭胎體上以孕鑲金剛石顆粒的方式間隔設有多個鉆頭切削體，所述牙輪上設有牙輪胎體，在牙輪胎體上以孕鑲金剛石顆粒的方式間隔設有多個牙輪切削體。

進一步的，所述鉆頭切削體和牙輪切削體分別為孕鑲塊狀和/或孕鑲齒狀結構。

進一步的，所述牙輪切削體的布置方向與牙輪的經線方向形成傾斜夾角，該傾斜夾角的取值范圍為0～90°。

進一步的，所述牙輪上的牙輪切削體繞鉆頭體中心線的最大回轉半徑小于鉆頭體上的鉆頭切削體繞鉆頭體中心線的最大回轉半徑。

進一步的，所述輪掌的斜面與鉆頭體的徑向水平截面形成40～50°夾角。

本實用新型的有益效果是：

1.?通過在鉆頭體的圓周上設置金剛石切削體、同時在牙輪上設置金剛石切削體，從而利用鉆頭切削體有效“分擔”牙輪在鉆進過程中的載荷承受，進而有效提高了整個鉆頭的可靠性和結構強度，在鉆進過程中更為穩定，使用壽命得到有效長，切削效果也被明顯提高，切削力度大，破巖效率高；

2.?牙輪切削體在牙輪上的布置結構使得牙輪切削體與地層之間形成一定的離心夾角（即夾角遠離輪掌），從而使得牙輪切削體相對地層的滑動大，對地層的刮切作用隨之增大，進一步有效提高了切削力度，破巖效率更高。

附圖說明

　下面結合附圖對本實用新型的內容作進一步的說明。

圖1是本實用新型的一種結構示意圖。

圖2是圖1中鉆頭體的一種結構示意圖。

圖3是圖1中牙輪的一種結構示意圖。

圖4是圖1中牙輪與鉆頭體之間的布置關系示意圖。

圖5是圖1中牙輪切削體在牙輪上的布置示意圖。

圖6是本實用新型的另一種結構示意圖。

圖7是本實用新型的再一種結構示意圖。

圖8是圖6和圖7中牙輪切削體在牙輪上的布置示意圖。

圖9是本實用新型牙輪上的牙輪切削體在牙輪上的第三種布置示意圖。

圖10是本實用新型牙輪上的牙輪切削體在牙輪上的第四種布置示意圖。

圖中代號含義：1—鉆頭體；11—輪掌；12—裝配軸；13—鉆頭切削體；14—鉆具連接頭；15—鉆頭水槽；16—鉆頭鋼體；17—鉆頭胎體；18—水眼；2—牙輪；21—牙輪切削體；22—牙輪鋼體；23—牙輪胎體；24—牙輪輪掌腔；25—牙輪水槽；3—經線方向；4—鉆頭體中心線；θ—傾斜夾角。

具體實施方式

　實施例1

參見圖1至圖5：本實用新型包括鉆頭體1和牙輪2。