專利名稱：具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于石油、天然氣鉆井和采礦鉆井領域牙輪鉆頭，具體涉及一種具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭。
背景技術：
大位移井水平井在各油田已普遍使用，在鉆井造斜(尤其用大彎度螺桿造斜)過程中，牙輪受井壁推力作用而發(fā)生經常性內移，導致巖屑串進牙輪底平面和牙掌C點面之間，并逐步內侵進入密封，加快密封磨損，進而進入軸承而使軸承失效。現有牙輪鉆頭大都因此出現軸承早期失效，為減輕這種狀況已出現有在牙掌C點面上鑲有刮削的合金齒等物，可起到了一定的保護作用，但刮起的巖屑無定向排放，一部分仍會繼續(xù)向密封靠近，加劇密封的磨損。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，它能及時排屑，減少密封磨損，從而提高牙輪鉆頭軸承的使用壽命，尤其適于定向井造斜。本實用新型為解決上述提出的問題所采用的技術方案為包括有牙輪和牙掌，牙掌通過其下端的牙掌軸頸與牙輪相連，其特征在于在牙輪底平面上開設環(huán)形刮屑槽，刮屑槽的外周開設與其導通的排屑槽，在牙掌下端相對牙輪底平面的牙掌軸頸根部端面(牙掌C點面)對應刮屑槽安設刮屑器。按上述方案，所述的刮屑器為鑲嵌在牙掌軸頸根部端面的柱狀刮屑齒。按上述方案，所述的柱狀刮屑齒上端設置有一楔面，所述的楔面朝向牙輪旋轉方向并向外偏轉5°飛0°。按上述方案，所述的環(huán)形刮屑槽位于牙輪底平面徑向寬度的I / 4至3 / 4范圍內。按上述方案，所述的環(huán)形刮屑槽徑向寬度2 5mm，深度f 5mm。按上述方案，所述的排屑槽沿牙輪底平面周向間隔布設，由環(huán)形刮屑槽外周延伸至牙輪背錐面，所述的排屑槽向一側偏斜，偏斜方向與牙輪旋轉相反。按上述方案，所述的排屑槽為直槽、曲槽或弧形槽。按上述方案，所述的排屑槽兩端頭的直線連線與過排屑槽內端頭的半徑延長線的夾角為10。 70。。按上述方案，所述的排屑槽寬度2 5mm，深度f 5mm。按上述方案，所述的排屑槽開有f 20條。本實用新型的有益效果在于1、在牙掌下端相對牙輪底平面的牙掌軸頸根部端面鑲有一個具有定向作用的刮屑器，該刮屑器刮屑部位帶有斜楔面，刮屑器斜楔面朝向牙輪旋轉方向并向外偏轉一定角度；在牙輪底平面上沿周向開有環(huán)形刮屑槽，并配有多道排屑槽與刮屑槽相連，牙輪高速旋轉時，首先刮屑器將進入底平面的巖屑刮起，并通過斜楔面將巖屑擠入排屑槽，從而將巖屑導出到接觸面外。由此可有效避免巖屑進一步向內侵入，保護了鉆頭密封和軸承，達到較好的密封保護作用，從而提高了軸承的使用壽命；2、排屑槽向一側偏斜，偏斜方向與牙輪旋轉相反，牙輪與牙掌端面的相對運動在相對牙輪徑向有一定角度的排屑槽中產生類似葉片泵作用，所產生的自動導屑的動力能更好起到對巖屑的擠出，從而將巖屑及時導出到接觸面外。本實用新型尤其適合于大位移井水平井的造斜。

圖I為本實用新型一個實施例的立體圖。圖2為圖I中的局部放大圖，標示出排屑槽的位置。圖3為本實用新型一個實施例牙輪底平面部位的局部剖視圖。圖4為本實用新型一個實施例的牙掌部位刮屑器的結構圖。 圖5為圖4的俯視圖。圖6為本實用新型一個實施例中刮屑器的立體圖。圖7為本實用新型一個實施例中曲線排屑槽的牙輪底平面結構圖。圖8為本實用新型另一個實施例中直線排屑槽的牙輪底平面結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型的實施例。為三牙輪鉆頭，包括有三個牙輪I和三個牙掌2，牙掌通過其下端的牙掌軸頸與牙輪相連，牙輪與牙掌軸頸配合成軸承，軸承由鋼球9鎖緊防止軸承脫開，牙輪底平面內側與牙掌之間有密封圈10將軸承部分與外部隔開；牙輪上鑲有背錐齒3、修邊齒4和切削齒5 ；在牙輪底平面上開設環(huán)形刮屑槽7，所述的環(huán)形刮屑槽位于牙輪底平面徑向寬度的I / 2處，刮屑槽的外周開設與其導通的排屑槽6，排屑槽沿牙輪底平面周向間隔布設，由環(huán)形刮屑槽外周延伸至牙輪背錐面，所述的排屑槽向一側偏斜，偏斜方向與牙輪旋轉相反，所述的排屑槽為弧形槽，弧形槽兩端頭的直線連線與過排屑槽內端頭的半徑延長線的夾角為45°飛5°，排屑槽沿周向均布4條；所述的環(huán)形刮屑槽和排屑槽的寬度為3mm，深度2mm。在牙掌下端相對牙輪底平面的牙掌軸頸根部端面(牙掌C點面)對應刮屑槽安設刮屑器8，所述的刮屑器為鑲嵌在牙掌軸頸根部端面的柱狀刮屑齒，所述的柱狀刮屑齒包括圓柱形齒體12，齒體上端設置有一傾斜的楔面11，所述的楔面朝向牙輪旋轉方向并向外偏轉40°。本實用新型另一個實施例如圖8所示，它與上一個實施例的主要不同之處在于所述的排屑槽為直槽，其它結構與上一個實施例相同。
權利要求1.一種具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，包括有牙輪和牙掌，牙掌通過其下端的牙掌軸頸與牙輪相連，其特征在于在牙輪底平面上開設環(huán)形刮屑槽，刮屑槽的外周開設與其導通的排屑槽，在牙掌下端相對牙輪底平面的牙掌軸頸根部端面對應刮屑槽安設刮屑器。
2.按權利要求I所述的具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，其特征在于所述的刮屑器為鑲嵌在牙掌軸頸根部端面的柱狀刮屑齒。
3.按權利要求2所述的具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，其特征在于所述柱狀刮屑齒上端設置有一楔面，所述的楔面朝向牙輪旋轉方向并向外偏轉5°飛O。。
4.按權利要求I或2所述的具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，其特征在于所述的環(huán)形刮屑槽位于牙輪底平面徑向寬度的I/4至3/4范圍內。
5.按權利要求4所述的具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，其特征在于所述的環(huán)形刮屑槽徑向寬度2 5_，深度1 5_。
6.按權利要求I或2所述的具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，其特征在于所述的排屑槽沿牙輪底平面周向間隔布設，由環(huán)形刮屑槽外周延伸至牙輪背錐面，所述的排屑槽向一側偏斜，偏斜方向與牙輪旋轉相反。
7.按權利要求6所述的具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，其特征在于所述的排屑槽為直槽、曲槽或弧形槽。
8.按權利要求7所述的具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，其特征在于所述的排屑槽兩端頭的直線連線與過排屑槽內端頭的半徑延長線的夾角為10° 70°。
9.按權利要求7或8所述的具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，其特征在于所述的排屑槽寬度2飛mm，深度I飛mm ;所述的排屑槽開有1 20條。
10.按權利要求I或2所述的具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，其特征在于所述的牙輪鉆頭為三牙輪鉆頭，包括有三個牙輪和三個牙掌。
專利摘要本實用新型涉及一種用于石油、天然氣鉆井的具有底平面排屑功能的牙輪鉆頭，包括有牙輪和牙掌，牙掌通過其下端的牙掌軸頸與牙輪相連，其特征在于在牙輪底平面上開設環(huán)形刮屑槽，刮屑槽的外周開設與其導通的排屑槽，在牙掌下端相對牙輪底平面的牙掌軸頸根部端面對應刮屑槽安設刮屑器。本實用新型在牙輪底平面上沿周向開有環(huán)形刮屑槽，并配有多道排屑槽與刮屑槽相連，牙輪高速旋轉時，首先刮屑器將進入底平面的巖屑刮起，并通過斜楔面將巖屑擠入排屑槽，從而將巖屑導出到接觸面外。由此可有效避免巖屑進一步向內侵入，保護了鉆頭密封和軸承，達到較好的密封保護作用，從而提高了軸承的使用壽命。本實用新型尤其適合于大位移井水平井的造斜。
文檔編號E21B10/08GK202731754SQ20122039996
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月14日 優(yōu)先權日2012年8月14日
發(fā)明者宋剛毅, 郭國忠 申請人:江漢石油鉆頭股份有限公司