[實用新型]一種防憋鉆鉆頭

有效

• 申請號: 201721879920.0
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN208203132U
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 曲剛;李榮剛;李亞偉
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B10/08
• 分類號: E21B10/08;E21B10/20
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌;李勇

本實用新型公開了一種防憋鉆鉆頭，包括上本體、下本體、牙輪和牙齒，其中：下本體懸掛連接于上本體下方，且上本體和下本體之間構成旋轉限位配合；牙輪呈錐體結構，牙輪沿其中心軸線與下本體構成旋轉配合；在牙輪腰錐段懸掛有滾輪組件，滾輪組件沿牙輪中心軸線形成軸向滑動、周向滾動配合。本實用新型實現了在鉆壓過大和鉆頭扭矩過大時，對牙齒吃入巖石深度的限制，減小了牙輪鉆頭轉動阻力和扭矩，避免憋鉆個松扣，保護鉆頭牙齒，減小了對鉆頭和鉆柱都產生的破壞力，并能夠改變扭矩控制器將鉆頭所承受的扭矩限定在一定范圍。

技術領域

本實用新型涉及石油鉆井工具領域的一種防憋鉆工具，尤其是一種防憋鉆鉆頭。

背景技術

常規牙輪鉆頭利用牙齒是在鉆頭旋轉時，在一定鉆壓下牙齒沖擊壓入巖石并滑動剪切破巖。當鉆壓增加時，牙輪滾動阻力增加，牙齒壓入巖石過深，滑動剪切破巖阻力增大。當鉆壓過大時，牙輪滾動阻力陡增，牙輪鉆頭產生憋鉆，扭矩持續增加，等扭矩達到破巖臨界點時，牙輪扭矩瞬間釋放，鉆頭轉速徒增。這時容易損傷牙齒，鉆頭轉速瞬間超過鉆柱轉速，鉆柱中間的接頭容易松扣，對鉆頭和鉆柱都產生較大的破壞力。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種防憋鉆鉆頭，以實現在鉆壓過大和鉆頭扭矩過大時，對牙齒吃入巖石深度的限制，減小了牙輪鉆頭轉動阻力，減小鉆頭所受扭矩，避免牙輪鉆頭憋鉆，保護鉆頭牙齒，避免鉆柱接頭松扣，減小了對鉆頭和鉆柱都產生的破壞力，并能夠改變扭矩控制器將鉆頭所承受的扭矩限定在一定范圍。

為了解決以上技術問題，本實用新型是通過采用以下技術方案方式實現的：

一種防憋鉆鉆頭，包括上本體1、下本體6、牙輪13和分布在上本體1、下本體6、牙輪13上的牙齒，其中：下本體6懸掛連接于上本體1下方，且上本體1和下本體6之間構成旋轉限位配合；牙輪13呈錐體結構，牙輪13沿其中心軸線與下本體6構成旋轉配合；在牙輪13腰錐段懸掛有滾輪組件，滾輪組件沿牙輪13中心軸線形成軸向滑動、周向滾動配合。

上述方案進一步包括：

上本體1下方通過懸掛裝置12與下本體6連接，在上本體1和下本體6的對合部通過扭矩控制器4進行旋轉限位配合，在上本體1下表面伸出環形凸臺，該環形凸臺上設有齒構成上齒輪3；下本體6內設有向內向下傾斜的凹槽，下本體6內設凹槽內設有外圓內方的四方套筒8；在牙輪13內設有頂孔9，下本體6內設凹槽與牙輪13內設頂孔9保持同軸線；四方套筒8向下深入到牙輪13內設頂孔9內，四方套筒8內裝有外方的四方軸套10，四方軸套10與四方套筒8構成軸向滑動和周向限定轉動的螺旋傳動副；在四方軸套10軸向設有螺紋孔，螺紋孔內裝有螺栓7，螺栓頂部固定連接有與上齒輪3互相嚙合的下齒輪5；在四方軸套10底部懸掛有驅動臂15，四方軸套10和驅動臂15構成旋轉配合，且四方軸套10與螺栓7軸向旋轉配合并帶動驅動臂15沿牙輪中心軸線往復運動；牙輪13腰錐表面開設有底孔11，驅動臂15裝在牙輪13內，滾輪17通過推力軸承16連接在驅動臂15外周；驅動臂15連同滾輪17沿螺栓7軸向運動上止點時，滾輪17縮入牙輪13外表面；前述驅動臂15、推力軸承16和滾輪17組成滾輪組件。

上述方案還包括：

所述驅動臂15為多叉臂結構，牙輪表面也對應叉臂數量開設有多個底孔11，每個叉臂的外周都通過推力軸承16連接滾輪17。

所述驅動臂15為十字形四叉臂結構；牙輪13數量是3個；每個牙輪13上均裝有一個滾輪組件。

所述扭矩控制器4包括分別固定在上本體1和下本體6上的上凸臺18和下凸臺20，上凸臺18和下凸臺20之間裝有彈性的形變裝置19。

所述形變裝置19為彈簧。

所述扭矩控制器4在沿鉆頭截面圓周布置多個。

所述懸掛裝置12包括懸掛軸承2。