[实用新型]具有锥面掌背的多牙轮钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于石油天然气钻井和采矿钻井的牙轮钻头，尤其涉及一种具有锥面掌背的多牙轮钻头。

背景技术

牙轮钻头在旋转时由于具有冲击、压碎和剪切破碎地层岩石的作用，并适用用于软、中、硬的各种地层，因此在石油钻井和采矿钻井领域广泛应用，尤其三牙轮钻头应用最为普及。以三牙轮钻头为例，其结构主要包括闭环围拢连接的三瓣牙掌、分别通过轴承连接在牙掌内下侧的三个牙轮、设于牙掌上的供油系统及设于三牙轮钻头上端的连接钻杆的螺纹连接口。目前典型的三牙轮钻头结构其牙掌的掌背是母线与牙轮钻头中心线平行的圆柱面，从钻头整体外形看，牙轮部分外轮廓最大，掌背圆柱面部分外轮廓尺寸较牙轮部分小，上端螺纹连接口的尺寸进一步减小，因此，在进行钻井作业时，随着牙轮钻头的钻进，岩屑沿钻头体与井壁间形成的环空连续随泥浆返出，使牙轮钻头不断钻切岩层下行，岩屑不断排出钻井。但牙轮钻头经长时间使用后会磨损，使牙轮部分的外轮廓尺寸减小以致与掌背圆柱面部分的外轮廓尺寸相近或相同，此时，牙掌掌背会接触井壁，一方面增大摩擦力，转矩加大，功耗加大，另一方面使环空减小，容易造成岩屑堵塞在钻井内，钻头空运转不能接触岩层而做无用功，增大能耗，降低效率，使钻井作业不能正常运行。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于针对上述问题，提供一种具有锥面掌背的多牙轮钻头，使钻头与井壁间环空增大，利于返屑，减小钻头掌背与井壁接触面积，从而，减小摩擦力，减小转矩，降低能耗，提高钻井速度，提高工作效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有锥面掌背的多牙轮钻头，包括两个以上的牙轮、牙掌，所述两个以上的牙掌呈闭环围拢连接，牙掌底部内下侧连接牙轮，牙掌外侧为掌背，牙掌上端设置连接钻杆的螺纹连接口，其特征在于所述牙掌掌背的外形是由下至上向所述多牙轮钻头的中心线倾斜的锥面。

所述锥面的母线与所述多牙轮钻头中心线的夹角为θ，170°≤θ＜180°。

本实用新型的有益效果是：由于采用了具有锥面掌背的多牙轮钻头，使钻头体与井壁间环空增大，利于返屑；同时，防止钻头掌背与井壁全接触或面接触，改变为线接触，减小接触面积，从而，减小摩擦力，减小转矩，降低能耗，提高钻井速度，提高工作效率，并延长多牙轮钻头使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1多牙轮钻头中心线，2牙掌，21螺纹连接口，22掌背，221锥面母线，3牙轮。

以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。

具体实施方式

图1示出一种具有锥面掌背的多牙轮钻头，本实施例为三牙轮钻头，包括三个牙轮3、三个牙掌2，上述三个牙掌2呈闭环围拢连接，牙掌2底部内下侧连接牙轮3，牙掌2外侧为掌背22，牙掌2上端设置连接钻杆的螺纹连接口21，其特征在于上述牙掌掌背22的外形是由下至上向多牙轮钻头中心线1倾斜的锥面。

如图所示，上述锥面的母线221与多牙轮钻头中心线1的夹角为θ，170°≤θ＜180°。

在实际应用中，多牙轮钻头可以是双牙轮钻头、三牙轮钻头或更多个牙轮的钻头。

采用具有锥面掌背的多牙轮钻头进行钻井操作时，使钻头体与井壁间环空增大，利于返屑；同时，即使经一段时间使用后，牙轮钻头磨损，也能防止钻头掌背与井壁全接触或面接触，而改变为线接触，减小接触面积，从而，减小摩擦力，节能，提高速度，提高效率并延长多牙轮钻头使用寿命，保证钻井作业正常运行。

以上所述，仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型的形状材料和结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。