[實用新型]分體式三牙輪鉆頭

有效

• 申請號: 201820766704.3
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN208236338U
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 田家林;何虹志;楊琳;熊潔;周儀;周思奇;黎根銀
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 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

本實用新型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、儲油補償壓力平衡系統、噴嘴組成。3個牙掌通過其下端偏置的牙掌軸頸分別與3個牙輪下體相連接，3個牙輪上體分別安裝在3個牙輪下體的軸頸上；在運行時，3個牙輪下體既各自隨鉆頭體公轉，又各自繞著牙掌的軸頸自轉，3個牙輪上體既各自隨鉆頭體公轉，又各自繞著3個牙輪下體的軸頸自轉，以實現其刮削破碎巖石的任務，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。

技術領域

本實用新型涉及一種用于石油、天然氣鉆井以及其他地質鉆探的分體式三牙輪鉆頭。

背景技術

在石油鉆井中，到目前為止使用最多的、能適應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，廣泛應用于石油、天然氣鉆井以及其他地質鉆探等。隨著石油資源的進一步開發，常規鉆井可開采的油井數量越來越少，開采的難度越來越大，鉆井已經逐步向深井和超深井發展，提高三牙輪鉆頭的破巖效率是提高鉆井效率的關鍵技術問題。

三牙輪鉆頭在鉆探巖石時，通過其牙輪自轉與巖石間的相互作用力碾壓、沖擊破碎，達到破壞巖層的目的。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，已用于生產實際中的三牙輪鉆頭的牙掌上大都只安裝了一個牙輪體，即牙輪體在繞牙掌軸頸自轉時只有一個自轉速度，從而導致從小端齒圈到大端齒圈的牙齒刮削效率將呈現一定的規律：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生影響。

實用新型內容

本實用新型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。

本實用新型的技術方案是：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、儲油補償壓力平衡系統、噴嘴組成，其特征是：所述的儲油補償壓力平衡系統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；所述的牙掌上設置有牙掌軸頸導油孔、塞銷孔a、牙掌導油孔、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，第一牙輪下體設置有第一牙輪下體導油孔a、第一牙輪下體導油孔b，第一牙輪上體設置有塞銷孔b；所述的第二牙輪組包括第二牙輪下體、第二牙輪上體，第二牙輪下體設置有第二牙輪下體導油孔a、第二牙輪下體導油孔b，第二牙輪上體設置有塞銷孔c；所述的第三牙輪組包括第三牙輪下體、第三牙輪上體，第三牙輪下體設置有第三牙輪下體導油孔a、第三牙輪下體導油孔b，第三牙輪上體設置有塞銷孔d；安裝第一牙輪組時，先將矩形密封圈a安裝在第一牙輪下體底端內圈，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，然后將矩形密封圈b安裝在第一牙輪上體底端內圈，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；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，牙掌軸頸導油孔、塞銷孔a、牙掌導油孔、注油孔、儲油空隙、第一牙輪下體導油孔a、第一牙輪下體導油孔b與牙掌的軸頸溝道、第一牙輪下體的軸頸溝道構成導油通道，形成良好的潤滑環境；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過強化處理，其強度高，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，并且密封圈表面經過強化處理，其耐磨性好。