[發明專利]牙輪PDC復合式鉆頭

有效

• 申請號: 202010930464.8
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112145087B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 王露;潘濤;甄世成;朱坤帥;何健
• 申請（專利權）人: 新疆貝肯能源工程股份有限公司
• 主分類號: E21B10/50
• 分類號: E21B10/50;E21B10/16;E21B10/18
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 周星瑩;湯潔

1.一種牙輪PDC復合式鉆頭，其特征在于包括鉆頭本體、主刀翼和牙輪分裝件，鉆頭本體上端沿圓周間隔均布有至少兩個主刀翼，主刀翼沿冠部輪廓由內向外依次劃分為內錐段、鼻部、肩部、外錐段和保徑部，每個主刀翼上均沿內錐段、鼻部、肩部和外錐段依次分布有傾斜設置的切削齒，每個切削齒于靠近對應主刀翼的切削側邊的一端均向遠離主刀翼冠部輪廓的方向傾斜，每個主刀翼的保徑部的底部均設有倒劃眼齒，對應倒劃眼齒上方位置的每個主刀翼的保徑部上均排列有保徑齒，切削齒、倒劃眼齒和保徑齒的齒頂均位于各個主刀翼的切削側邊，每個主刀翼的鼻部外側面上均分布有圓錐尖頂齒，對應每相鄰的兩個主刀翼之間位置的鉆頭本體上均設有牙輪分裝件，牙輪分裝件包括牙掌和牙輪，牙掌的下端與鉆頭本體固定連接或一體成型結構，牙輪轉動安裝于牙掌上端的軸頸外側，牙輪上的齒頂高于圓錐尖頂齒的齒頂，圓錐尖頂齒的齒頂高于切削齒的齒頂。

2.根據權利要求1所述的牙輪PDC復合式鉆頭，其特征在于鉆頭本體上沿圓周間隔分布有三個主刀翼，對應每兩個主刀翼之間位置的鉆頭本體上均分布有定向噴嘴，對應每兩個主刀翼內錐段之間位置的鉆頭本體上均分布有垂直射流噴嘴，垂直射流噴嘴的噴流區域能覆蓋所有設置于主刀翼的內錐段處的切削齒。

3.根據權利要求2所述的牙輪PDC復合式鉆頭，其特征在于對應兩個主刀翼內錐段之間位置的鉆頭本體上均分布有內外連通的垂直射流噴嘴孔，垂直射流噴嘴下部外側密封螺接于垂直射流噴嘴孔內，垂直射流噴嘴的上端高于鉆頭本體頂部且高差介于1 mm至10mm,垂直射流噴嘴中央有上小下大的錐形通道，通道上端的直徑介于8mm至11mm之間。

4.根據權利要求1或2或3所述的牙輪PDC復合式鉆頭，其特征在于切削齒包括第一圓柱段和齒刃段，第一圓柱段的一端形成球冠狀的凸起，第一圓柱段的另一端與刀刃狀的齒刃段固定連接在一起并向遠離主刀翼冠部輪廓的方向傾斜，第一圓柱段的中心軸線與對應位置的主刀翼橫向冠部輪廓面之間的夾角介于5°至15°之間，每個齒刃段的刀尖均垂直于對應位置的主刀翼冠部輪廓的切線，保徑齒呈半圓柱體形狀。

5.根據權利要求1或2或3所述的牙輪PDC復合式鉆頭，其特征在于圓錐尖頂齒包括第二圓柱段和錐柱段，錐柱段的底端與第二圓柱段的頂端連接在一起且兩者的連接處呈平滑過渡狀，錐柱段為母線呈弧形的錐形回轉體，錐柱段的尖部外側設有復合層。

6.根據權利要求4所述的牙輪PDC復合式鉆頭，其特征在于圓錐尖頂齒包括第二圓柱段和錐柱段，錐柱段的底端與第二圓柱段的頂端連接在一起且兩者的連接處呈平滑過渡狀，錐柱段為母線呈弧形的錐形回轉體，錐柱段的尖部外側設有復合層。

7.根據權利要求5所述的牙輪PDC復合式鉆頭，其特征在于圓錐尖頂齒錐柱段的頂部與切削齒齒刃段的頂部之間的間距介于0.3mm到2mm之間。

8.根據權利要求6所述的牙輪PDC復合式鉆頭，其特征在于圓錐尖頂齒錐柱段的頂部與切削齒齒刃段的頂部之間的間距介于0.3mm到2mm之間。

9.根據權利要求1或2或3或4或6或7或8所述的牙輪PDC復合式鉆頭，其特征在于牙掌遠離鉆頭本體的一側上下交錯分布有若干個邊齒，每個邊齒的齒頂均低于主刀翼的圓周面且高差介于0.8mm至1.2mm之間。

10.根據權利要求5所述的牙輪PDC復合式鉆頭，其特征在于牙掌遠離鉆頭本體的一側上下交錯分布有若干個邊齒，每個邊齒的齒頂均低于主刀翼的圓周面且高差介于0.8mm至1.2mm之間。