一種錐形齒鋼齒牙輪鑽頭的製作方法

2023-07-06 13:57:41

專利名稱：一種錐形齒鋼齒牙輪鑽頭的製作方法
技術領域：
一種錐形齒鋼齒牙輪鑽頭，用於石油、天然氣和地質鑽井， 屬於牙輪鑽頭切削齒結構的設計和製造技術領域。
背景技術：
在現有技術中常規的鋼齒牙輪鑽頭只有楔形齒的結構，其根 部的橫截面和齒頂平面均為長方形，在軟地層中具有較好的破巖能力，但 在實際勘探過程中，每一口井的地質情況和巖石類型都有一定差異，只有 針對不同地層的巖石性質，選擇相應形狀的切削齒，才能獲得較高的破巖 效率。現有技術的缺點是雖然楔形齒鋼齒鑽頭具有較強的破巖能力，但 在遇到較為堅硬的地層時，由於齒頂面積較大，吃入地層深度較淺，而且 井底覆蓋係數小，因此，影響了鑽進速度。

發明內容
本發明的目的是針對現有技術的局限性，按照鋼齒牙輪鑽頭
切削齒橫截面的長邊與短邊基本相等的原則，設計了一種具有正四稜錐形
的切削齒和抗衝擊且耐磨的具有正四稜錐形齒的鋼齒牙輪鑽頭。
本發明提出的技術方案為包括有牙輪齒槽2、齒圈3，其特徵在於
在所述牙輪齒圈3上設置有正四稜錐形齒1;
所述正四稜錐形齒1的根部橫截面和齒頂平面為正方形結構； 所述正四稜錐形齒1從根部橫截面到齒頂平面的面積是從大到小漸變
的橫截面構成；
所述正四稜錐形齒1的根部橫截面積大於齒頂平面面積； 所述正四稜錐形齒1也可以是近似正四稜錐形齒，正四稜錐形齒的橫
截面的短邊與長邊的比值不小於0.75;
所述正四稜錐形齒1可以用於牙輪上的一個齒圈，也可以用於牙輪上
的全部齒圈；
在所述正四稜錐形齒1的各稜錐面和齒頂平面堆焊有耐磨合金，可以 提高牙齒的耐磨性和使用壽命。
本發明的有益效果是由於齒圈沿牙輪外錐母線上的寬度減小，可以 在牙輪上布置更多的齒排，鑽頭牙齒上的鑽壓分布更均勻，井底覆蓋係數 增大，能更有效地破碎井底巖石，從而減少重複破碎，減小鑽頭振動，並 避免偏心鑽進，使鑽頭鑽進更快、更平穩；同時由於齒寬減小，齒排間距 增大，使鑽頭排屑更通暢，避免鑽頭泥包，獲得更快的機械鑽速。


圖l為本發明一個牙輪的俯視結構示意圖。
圖2為本發明一顆正四稜錐形齒的放大示意圖。
具體實施例方式下面結合視圖給出
具體實施例方式以設置有三個齒 圈的牙輪為例，本發明包括包括牙輪齒槽2、齒圈3，在每個齒圈3上設置 有正四稜錐形齒1 ，正四稜錐形齒1的根部橫截面和齒頂平面為正方形結構，
正四稜錐形齒1橫截面的短邊與長邊的比值不小於0.75，正四稜錐形齒1 從根部橫截面到齒頂平面的面積是從大到小漸變的橫截面構成，正四稜錐 形齒1的根部橫截面積大於齒頂平面面積，為了提高正四稜錐形齒1的耐 磨性和使用壽命，在正四稜錐形齒1的各稜錐面和齒頂平面堆焊有耐磨合 金；
製造時，先在牙輪的外錐面上車加工出齒槽2和牙輪齒圈3，然後在牙 輪齒圈3上銑出正四稜錐形齒1，在正四稜錐形齒1的任一截面上，短邊與 長邊的比值不小於0.75，正四稜錐形齒1的根部橫截面部大於齒頂平面，
在同一齒圈上的正四稜錐形齒1之間的距離可以按等距離設置，也可以按 不等距離設置；在上述加工完成後的正四稜錐形齒1的各稜錐面和齒頂平 面上堆焊耐磨材料，這樣可以提高正四稜錐形齒1的耐磨性和使用壽命。
在實際鑽井過程中，當鑽頭在井底工作時，由於齒圈沿牙輪外錐母線 上的寬度減小，可以在牙輪上布置更多的齒排，鑽頭牙齒上的鑽壓分布更 均勻，井底覆蓋係數增大，因此能更有效地破碎井底的巖石，使鑽進更快、 更平穩，也可以減小鑽頭的振動和磨損。
權利要求
1、一種錐形齒鋼齒牙輪鑽頭，包括牙輪齒圈、齒槽，其特徵在於在所述牙輪齒圈上設置有正四稜錐形齒。
2、 根據權利要求l所述的錐形齒鋼齒牙輪鑽頭，其特徵在於 所述正四稜錐形齒的根部橫截面和齒頂平面為正方形結構。
3、 根據權利，求1所述的錐形齒鋼齒牙輪鑽頭，其特徵在於 所述正四稜錐形齒從根部橫截面到齒頂平面的面積是從大到小漸變 的橫截面構成。
4、 根據權利要求1所述的錐形齒鋼齒牙輪鑽頭，其特徵在於 所述正四稜錐形齒的根部橫截面積大於齒頂平面面積。
5、 根據權利要求1所述的錐形齒鋼齒牙輪鑽頭，其特徵在於 所述正四稜錐形齒可以是近似正四稜錐形齒，其橫截面的短邊與長邊 的比值不小於0.75。
6、 根據權利要求1所述的錐形齒鋼齒牙輪鑽頭，其特徵在於 所述正四稜錐形齒可以用於牙輪上的一個齒圈，也可以用於牙輪上的 全部齒圈。
7、 根據權利要求1所述的錐形齒鋼齒牙輪鑽頭，其特徵在於 在所述正四稜錐形齒的各稜錐面和齒頂平面堆焊有耐磨合金。
全文摘要
一種錐形齒鋼齒牙輪鑽頭，屬於牙輪鑽頭切削齒結構的設計和製造技術領域，包括牙輪齒圈、齒槽，牙輪齒圈上設置有正四稜錐形齒，齒頂平面是正方形結構，設計了一種具有正四稜錐形的切削齒和抗衝擊且耐磨的具有正四稜錐形齒的鋼齒鑽頭牙輪，解決了現有技術的楔形齒在遇到較為堅硬的地層時，井底覆蓋係數小、破巖效率低等問題，本發明由於齒圈沿牙輪外錐母線上的寬度減小，可以在牙輪上布置更多的齒排，而且齒頂面積較小，更容易吃入地層，因此，能有效地破碎井底巖石，有利於鑽壓的均勻分配，具有破巖效率高和避免鑽頭泥包等優點。
文檔編號E21B10/08GK101392631SQ200810046408
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月29日 優先權日2008年10月29日
發明者喬麗卡, 霞 王, 鄭家偉 申請人:四川石油管理局裝備製造公司