[發(fā)明專利]分體式三牙輪鉆頭

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810497216.1
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108442886A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田家林;何虹志;楊琳;熊潔;周儀;周思奇;黎根銀
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: E21B10/16
• 分類號: E21B10/16;E21B10/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種分體式三牙輪鉆頭，其主要由第一牙輪組、第二牙輪組、第三牙輪組、牙齒、牙掌、儲油補(bǔ)償壓力平衡系統(tǒng)、噴嘴組成。3個(gè)牙掌通過其下端偏置的牙掌軸頸分別與3個(gè)牙輪下體相連接，3個(gè)牙輪上體分別安裝在3個(gè)牙輪下體的軸頸上；在運(yùn)行時(shí)，3個(gè)牙輪下體既各自隨鉆頭體公轉(zhuǎn)，又各自繞著牙掌的軸頸自轉(zhuǎn)，3個(gè)牙輪上體既各自隨鉆頭體公轉(zhuǎn)，又各自繞著3個(gè)牙輪下體的軸頸自轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)其刮削破碎巖石的任務(wù)，小端齒圈以及中間齒圈的牙齒刮削效率得以提高，有助于提高鉆頭破巖效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于石油、天然氣鉆井以及其他地質(zhì)鉆探的分體式三牙輪鉆頭。

背景技術(shù)

在石油鉆井中，到目前為止使用最多的、能適應(yīng)各種地層的鉆頭是牙輪鉆頭。牙輪鉆頭中使用最多的是三牙輪鉆頭，廣泛應(yīng)用于石油、天然氣鉆井以及其他地質(zhì)鉆探等。隨著石油資源的進(jìn)一步開發(fā)，常規(guī)鉆井可開采的油井?dāng)?shù)量越來越少，開采的難度越來越大，鉆井已經(jīng)逐步向深井和超深井發(fā)展，提高三牙輪鉆頭的破巖效率是提高鉆井效率的關(guān)鍵技術(shù)問題。

三牙輪鉆頭在鉆探巖石時(shí)，通過其牙輪自轉(zhuǎn)與巖石間的相互作用力碾壓、沖擊破碎，達(dá)到破壞巖層的目的。通常把靠近牙輪底部的齒圈稱為牙輪大端齒圈，簡稱大端齒圈，把靠近牙輪頂部的部分稱為牙輪小端齒圈，簡稱小端齒圈。目前，已用于生產(chǎn)實(shí)際中的三牙輪鉆頭的牙掌上大都只安裝了一個(gè)牙輪體，即牙輪體在繞牙掌軸頸自轉(zhuǎn)時(shí)只有一個(gè)自轉(zhuǎn)速度，從而導(dǎo)致從小端齒圈到大端齒圈的牙齒刮削效率將呈現(xiàn)一定的規(guī)律：小端齒圈的牙齒刮削效率最低，大端齒圈的牙齒刮削效率最高，而中間齒圈的牙齒刮削效率介于兩者之間，這將對三牙輪鉆頭的破巖效率產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供的一種有助于提速增效，提高破巖效率的分體式三牙輪鉆頭。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：分體式三牙輪鉆頭主要由第一牙輪組、第二牙輪組、第三牙輪組、牙齒、牙掌、儲油補(bǔ)償壓力平衡系統(tǒng)、噴嘴組成，其特征是：所述的儲油補(bǔ)償壓力平衡系統(tǒng)安裝于牙掌背部下端；所述的噴嘴布置于鉆頭體上；所述的牙齒布置于第一牙輪組、第二牙輪組、第三牙輪組的布齒面上；所述的牙掌上設(shè)置有牙掌軸頸導(dǎo)油孔、塞銷孔a、牙掌導(dǎo)油孔、注油孔；所述的第一牙輪組包括第一牙輪下體、第一牙輪上體，第一牙輪下體設(shè)置有第一牙輪下體導(dǎo)油孔a、第一牙輪下體導(dǎo)油孔b，第一牙輪上體設(shè)置有塞銷孔b；所述的第二牙輪組包括第二牙輪下體、第二牙輪上體，第二牙輪下體設(shè)置有第二牙輪下體導(dǎo)油孔a、第二牙輪下體導(dǎo)油孔b，第二牙輪上體設(shè)置有塞銷孔c；所述的第三牙輪組包括第三牙輪下體、第三牙輪上體，第三牙輪下體設(shè)置有第三牙輪下體導(dǎo)油孔a、第三牙輪下體導(dǎo)油孔b，第三牙輪上體設(shè)置有塞銷孔d；安裝第一牙輪組時(shí)，先將矩形密封圈a安裝在第一牙輪下體底端內(nèi)圈，再將第一牙輪下體套入牙掌的軸頸，將鋼球a放入塞銷孔a，將塞銷a安裝于塞銷孔a內(nèi)，然后將矩形密封圈b安裝在第一牙輪上體底端內(nèi)圈，將第一牙輪上體套入第一牙輪下體的軸頸，最后將鋼球b放入塞銷孔b，將塞銷b安裝于塞銷孔b內(nèi)；第二牙輪組、第三牙輪組的安裝順序與第一牙輪組相同，第一牙輪組、第二牙輪組、第三牙輪組安裝完成后，通過注油孔添加潤滑油，并用絲堵封閉注油孔。

上述方案中的第一牙輪組中，塞銷a與塞銷孔a、塞銷b與塞銷孔b均采用過盈配合，第一牙輪下體的軸頸與第一牙輪上體底端存在儲油空隙，牙掌軸頸導(dǎo)油孔、塞銷孔a、牙掌導(dǎo)油孔、注油孔、儲油空隙、第一牙輪下體導(dǎo)油孔a、第一牙輪下體導(dǎo)油孔b與牙掌的軸頸溝道、第一牙輪下體的軸頸溝道構(gòu)成導(dǎo)油通道，形成良好的潤滑環(huán)境；第二牙輪組、第三牙輪組也具有第一牙輪組的上述特征。

上述方案中的牙齒為硬質(zhì)合金齒；第一牙輪下體、第二牙輪下體、第三牙輪下體的軸頸均經(jīng)過強(qiáng)化處理，其強(qiáng)度高，耐沖擊韌性好。

上述方案中的矩形密封圈a、矩形密封圈b均為金屬密封圈，并且密封圈表面經(jīng)過強(qiáng)化處理，其耐磨性好。