[发明专利]一种石油勘探开采的牙轮钻头

说明书

本发明公开了一种石油勘探开采的牙轮钻头，包括接头、一个牙掌、一个牙轮和刀翼，牙掌与接头固定连接，并偏置于接头的下侧，牙轮与牙掌间隙配合，刀翼位于牙掌的两侧，并与接头活动连接，牙轮包括主锥和背锥，背锥与牙掌间隙配合，并与主锥一体成型，主锥上设置有若干环绕主锥的锥齿，锥齿镶嵌于主锥的外侧，在现有技术的基础上，通过改进牙轮钻头的结构，使用单一牙轮，并增设刀翼，相互配合以有效提高牙轮钻头对地层的破碎效率，也即，牙轮采用了阶梯结构，提高对地层的压碎效果，牙轮体积较大，增加了布齿面积，提高了牙轮强度，而刀翼又提高对地层的小位移刮削作用，相互配合之下以提高牙轮钻头应对不同地层的机械钻速。

技术领域

本发明属于石油钻探设备技术领域，尤其涉及一种石油勘探开采的牙轮钻头。

背景技术

牙轮钻头作为一种钻削岩层的工具已被广泛应用，钻头性能的显著改进直接降低钻井成本，尤其是近十年进步最快。使用寿命和钻速两个性能指标，它们最终确定钻头影响钻井成本的程度。提高钻头的机械钻速和使用寿命是降低钻井成本的有效途径，有资料证实，钻速的改进比钻头寿命的改进对降低钻井成本的影响更大，其中钻头切削结构的改进是提高钻头的机械钻速最直接的方法。很长时间以来，人们对切削结构的改进主要集中于主切削齿结构，例如在硬质合金齿结构方面，人们先后发明了楔形齿、勺形齿、偏顶勺形齿、等磨损齿等等。

而钻头的机械钻速往往根据岩层的性质不同而发生改变，因此，迫切的需要一种能有效提高钻头的机械钻速的牙轮钻头。

发明内容

为解决现有技术中钻头的机械钻速不足的问题，本发明提出一种石油勘探开采的牙轮钻头。

一种石油勘探开采的牙轮钻头，包括接头、一个牙掌、一个牙轮和刀翼，所述牙掌与所述接头固定连接，并偏置于所述接头的下侧，所述牙轮与所述牙掌间隙配合，所述刀翼位于所述牙掌的两侧，并与所述接头活动连接，所述牙轮包括主锥和背锥，所述背锥与所述牙掌间隙配合，并与所述主锥一体成型，所述主锥上设置有若干环绕所述主锥的锥齿，所述锥齿镶嵌于所述主锥的外侧，所述刀翼包括可动刀翼体、刀刃和弹性件，所述可动刀翼体位于所述刀刃的上侧，并与所述弹性件固定连接，所述刀刃与所述牙掌卡扣连接，并位于所述牙轮的两侧。

其中，所述锥齿包括齿尖和齿底，所述齿底镶嵌于所述主锥的外周侧，所述齿尖位于所述齿底的顶部，并与所述齿底以不同的旋转角度固定连接。

其中，所述背锥具有密封槽和锥体，所述锥体包覆于所述牙掌的下端，所述密封槽位于所述锥体的内侧，并沿所述锥体的圆周设置。

其中，所述牙掌包括底座端、连接座和钢球，所述底座端分别与所述接头和所述连接座固定连接，所述连接座沿垂直于所述底座端的方向与所述底座端连接，所述钢球位于所述连接座和所述背锥之间，并与所述密封槽相契合。

其中，所述弹性件为螺旋弹簧、蝶形弹簧、橡胶弹簧和金属橡胶中的至少一种。

其中，所述刀翼还具有喷嘴和主流道，所述喷嘴位于所述刀翼的下侧，并与所述主流道连通，所述主流道贯穿所述接头和牙掌。

本发明的有益效果为：在现有技术的基础上，通过改进牙轮钻头的结构，使用单一牙轮，并增设刀翼，相互配合以有效提高牙轮钻头对地层的破碎效率，也即，牙轮采用了阶梯结构，提高对地层的压碎效果，牙轮体积较大，增加了布齿面积，提高了牙轮强度，而刀翼又提高对地层的小位移刮削作用，相互配合之下以提高牙轮钻头应对不同地层的机械钻速。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种石油勘探开采的牙轮钻头的剖视结构示意图。