[发明专利]一种具有滚动齿的水力冲击钻头

说明书

一种具有滚动齿的水力冲击钻头，它包括转盘轨道、钻头体、螺旋叶片1号、转盘、限流盘、冲击锤、弹簧、螺旋叶片2号、直杆、中空腔体、滚动齿、链条、连接齿轮、钻头、凸起、空心锥形齿轮、密封圈、水眼、切削齿、轴承、小齿轮、大齿轮、锥形齿。本发明通过旋转滚动齿，减少热量和磨损，延长钻头寿命，安装冲击工具，提高钻井效率。

技术领域

本发明涉及钻井工程技术领域，具体涉及一种具有滚动齿的水力冲击钻头。

背景技术

随着油气钻井向深层开发，深部地层岩石可钻性差，导致机械钻速降低、工具磨损增大、钻井成本增加。关于硬地层钻进问题日益突出，高效破岩技术成为目前的研究热点，破岩效率的好坏，将决定钻井工程的最终收益。目前，冲击旋转钻井技术是解决硬地层钻速慢难题的有效方法之一，并且冲击旋转钻头在现场试验中被证实了可以提高钻井效率，不需要额外的能量损耗，因此逐渐成为了深井提速的重要工具，但易受钻井液性能的影响，而且钻头的固定刀具边缘部分与地层啮合会受到机械和热效应的影响，易造成切削齿的磨损和剥落，导致钻头的使用寿命降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种具有滚动齿的水力冲击钻头，这种水力冲击钻头用于解决随着钻井深度增加而产生的切削齿热磨损加剧，钻井效率低、成本较高等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种水力冲击钻头包括转盘轨道、钻头体、螺旋叶片1号、转盘、限流盘、冲击锤、弹簧、螺旋叶片2号、直杆、中空腔体、滚动齿、链条、连接齿轮、钻头、凸起、空心锥形齿轮、密封圈、水眼、切削齿、轴承、小齿轮、大齿轮、锥形齿。钻头体内腔安装转盘轨道，转盘嵌于转盘轨道内，转盘上端连接螺旋叶片1号，转盘下端与限流盘相接触，限流盘外壁具有凸起且固定在转盘轨道上；冲击锤头部安装在钻头体内腔且位于限流盘下方，冲击锤尾部穿过弹簧伸入到中空腔体内，并穿出钻头，中空腔体安装在钻头体内部并位于钻头上方，弹簧上端和冲击锤头部相连，弹簧下端与中空腔体相连，中空腔体内部安装螺旋叶片2号，螺旋叶片2号通过直杆连接密封圈和锥形齿并伸入到钻头内部，锥形齿与连接齿轮相对应，连接齿轮与链条相接，链条连接滚动齿。

上述方案中钻头体内腔、中空腔体内部与水眼形成钻井液通道。

上述方案滚动齿前端设置切削齿，滚动齿中间段安装轴承，滚动齿尾端设置小齿轮；连接齿轮前端安装锥形齿，连接齿轮尾端设置大齿轮。

上述方案旋转叶片2号沿中空腔体周向均匀设置。

上述方案链条连接同方向全部滚动齿。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：1.本发明通过冲击、重力和弹力的相互作用，使冲击锤产生很好的上下运动，提速效果明显。

2.本发明通过水力驱动螺旋叶片，给装置提供动力，节约能源，降低钻井成本。

3.本发明通过滚动切削齿确保切削齿边缘与地层接触的部分不断刷新，以保持锋利的时间更长，从而提高耐久性。

4.本发明结构简单，成本低廉，易于在油田现场推广使用。

附图说明：图1是本发明的整体剖面示意图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明的限流盘剖面示意图。

图4是本发明的螺旋叶片2号与弹簧结构示意图。

图5是本发明的整体部分剖面示意图。

图6是本发明中旋转叶片2号与直杆示意图。

图7是本发明的滚动齿结构示意图。

图8是本发明的连接齿轮结构示意图。