[发明专利]PDC-牙轮复合钻头

说明书

本发明公开了一种PDC‑牙轮复合钻头，其包括用于对安装牙轮处的密封圈和轴承进行润滑的储油补偿系统储油补偿系统包括安装于储油孔内的储油装置及开设在钢芯和连接头上将储油装置内的润滑脂导入轴承处的导流管道网；储油装置包括安装盒、下缸体和上缸体，下缸体固定安装于安装盒底部，安装盒底部的台阶使得下缸体的底部与安装盒的底部形成一传压间隙；传压间隙通过安装于连接头的通槽内的管道与喷射系统连通，管道邻近喷射系统段设置有聚四氟乙烯薄膜；下缸体内放置有顶端侧壁具有泄压针孔的泄压储油囊，上缸体将泄压储油囊固定于下缸体内，上缸体并与泄压储油囊构成一个密闭的储油腔体。

技术领域

本发明涉及钻地层的钻头，具体涉及一种PDC-牙轮复合钻头。

背景技术

钻头中的牙轮在旋转对地层进行切割时，为了应付由钻井液在井底形成的高压力，一般在牙掌背部设计有一个储油补偿装置，它的任务是保证密封圈和轴承具有良好的工作条件，从而提高密封圈和轴承的使用寿命。储油补偿装置和牙轮牙掌之间的轴承润滑空间，由通道连接组成了密封储油补偿系统，从而又保证轴承有良好的润滑条件，提高钻头轴承的使用寿命。

现有的钻头普遍会设置多个牙轮以提高钻井效率，为了保证每个牙轮处的轴承及密封圈的使用寿命，需要在每个牙掌上均设置一个密封储油补偿系统，设置多个密封储油补偿系统后，在后续使用过程中需要分别对每个补偿系统进行润滑脂检查及润滑脂补偿，使得润滑脂检查及润滑脂补偿工序复杂。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的PDC-牙轮复合钻头解决了润滑脂检查及润滑脂补偿工序复杂的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种PDC-牙轮复合钻头，其包括主体，主体包括焊接为一体的钢芯和连接头，连接头上开设有储油孔，且连接头外表面的螺纹覆盖至储油孔开口的下方；钢芯通过位于同一圆周面上的至少两个非对称牙爪安装有牙轮，相邻牙轮之间的钢芯上至少连接有两个地层切削刀片，所有的地层切削刀片均从钢芯中心处的出水口处延伸至钢芯圆周边缘；

牙轮和地层切削刀片上分别设置的第一切削元件和第二切削元件均为聚晶金刚石复合片；主体上设置有对安装牙轮处的密封圈和轴承进行润滑的储油补偿系统及对牙轮和地层切削刀片进行降温的喷射系统；储油补偿系统包括安装于储油孔内的储油装置及开设在钢芯和连接头上将储油装置内的润滑脂导入轴承腔处的导流管道网；

储油装置包括安装盒、下缸体和上缸体，下缸体固定安装于安装盒底部，安装盒底部的台阶使得下缸体的底部与安装盒的底部形成一传压间隙；传压间隙通过安装于连接头的通槽内的管道与喷射系统连通，管道邻近喷射系统段设置有聚四氟乙烯薄膜；下缸体内放置有顶端侧壁具有泄压针孔的泄压储油囊，上缸体将泄压储油囊固定于下缸体内，上缸体并与泄压储油囊构成一个密闭的储油腔体；

导流管道网包括开设在连接头上与上缸体导通的第一导油管，设置于连接头焊接端面、并与第一导油管导通的弧形导流槽及每个牙爪上开设的与弧形导流槽连通、并将润滑脂导入轴承处的第二导油管，弧形导流槽的长度等于位于钢芯上同一圆面上所有牙爪连接形成的弧形的长度。

本发明的有益效果为：本方案将储油补偿系统设置在钻头的连接头上，并通过连接头焊接端面设置的环形导流槽将润滑脂导入每个牙掌内的第二导油管内，通过该种结构的设置，使得不管设置几个牙轮，一个储油补偿系统就能够实现所有牙轮处的轴承和密封圈的润滑，减少了储油补偿系统的数量，从而降低了润滑脂检查及润滑脂补偿工序的复杂性；

另外，储油补偿系统数量的减少，可以简化整个钻头润滑系统的制造工艺，使得可以提高整个钻头的加工效率及改善加工成本。

连接头外表面的螺纹覆盖至储油孔开口下方的独特设置，可以在连接头与钻柱连接时，将储油装置的开口进行密封，以避免钻头高速旋转时切削下来的岩屑损坏上缸体，使得储油装置出现润滑脂泄露而影响轴承的润滑和密封圈的内外压力平衡。