專利名稱：一種用于牙輪鉆頭的凸形楔面切削齒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于石油和地質(zhì)鉆探牙輪鉆頭的凸形楔面切削齒。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，鑲裝于牙輪鉆頭上的切削齒為硬質(zhì)合金切削齒，切削齒的齒形存在有多種結(jié)構(gòu)，常用的齒形有勺形齒、楔形齒、錐球齒、球形齒等。針對(duì)不同的地層巖石性質(zhì)和鉆頭破巖特點(diǎn)，應(yīng)使用不同形狀的切削齒，以獲得較高的破巖效率。就勺形齒來說，其頭部較尖，容易吃入地層，但其強(qiáng)度較低，在硬地層中使用，切削齒較易碎、斷。錐球齒和球形齒適用于硬地層，但它們的刮削性能差。上述這些齒形的切削齒均不能較好地適應(yīng)硬塑性地層鉆頭的破巖特性，因而阻礙了牙輪鉆頭在硬塑性地層中機(jī)械鉆速和使用壽命的進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種強(qiáng)度較高且易于吃入地層的用于牙輪鉆頭的凸形楔面切削齒。
本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所提出的技術(shù)方案為包括有齒柱4和齒冠3，其不同之處在于所述齒冠由一個(gè)圓形的底截面通過截面變化過渡到一個(gè)底截面為橢圓的弧形齒頂1，形成橢圓錐臺(tái)形齒冠，在橢圓錐臺(tái)形齒冠的短軸兩側(cè)弧面上切出有楔面2，至少有一個(gè)楔面為凸形楔面。
按上述方案，在橢圓錐臺(tái)形齒冠的短軸兩側(cè)弧面上切出的楔面均為凸形楔面；或者，在橢圓錐臺(tái)形齒冠的短軸兩側(cè)弧面上一側(cè)切出一個(gè)凸形楔面，另一側(cè)為平楔面。橢圓錐臺(tái)形齒冠的長(zhǎng)軸兩側(cè)母線與垂線(齒柱母線)成一個(gè)夾角α，α為0～30°，通常α為0～15°。
本實(shí)用新型的有益效果在于凸形楔面結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了切削齒的強(qiáng)度，切削齒在吃入地層過程中，吃入角隨吃入深度的變化而變化，切削齒與巖石之間是點(diǎn)與點(diǎn)接觸，增強(qiáng)了切削齒切削巖石的接觸應(yīng)力，提高了其破碎巖石的能力。同時(shí)，切削齒的兩側(cè)夾角α較小，切削刃較長(zhǎng)，增加了刮削面積，提高了切削效率。在切削齒的各相貫面上倒圓設(shè)計(jì)，可消除齒體上的應(yīng)力集中。另外，采用超硬耐磨材料，能進(jìn)一步提高切削齒的使用壽命。


圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的主視圖。
圖2為圖1的左視圖。
圖3為圖1的俯視圖。
圖4為圖1的立體圖。
圖5為本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的俯視圖。
圖6為本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的主視圖。
圖7為圖6的左視圖。
圖8為本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例的主視圖。
圖9為圖8的左視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。
第一個(gè)實(shí)施例如圖1、2、3、4所示，為一雙面凸形楔面切削齒，包括有一圓柱形的齒柱4，齒柱上端為齒冠3，齒冠由圓形的底截面通過截面變化過渡到一個(gè)橢圓形頂面，該橢圓形頂面即為弧形齒頂1的底截面，由此形成一個(gè)橢圓錐臺(tái)形齒冠，在該橢圓錐臺(tái)形齒冠兩側(cè)的短軸弧面上切出有凸形楔面，兩側(cè)的凸形楔面相互對(duì)稱且橫向母線相平行。所述的凸形楔面可為一個(gè)圓弧面或漸開線弧面。凸形楔面上端與弧形齒頂1相連。
本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例如圖5、6、7所示，它與第一個(gè)實(shí)施例的主要不同之處是在于橢圓錐臺(tái)形齒冠兩側(cè)的凸形楔面上的橫向母線與切削齒中心平面成一個(gè)夾角β，β為0～15°，較佳夾角為5～10°，所形成的弧形齒頂1沿齒向由窄變寬。其余部分結(jié)構(gòu)與第一個(gè)實(shí)施例相同。
本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例如圖8、9所示，它的主要特點(diǎn)是在于在橢圓錐臺(tái)形齒冠的短軸兩側(cè)弧面上一側(cè)為凸形楔面，另一側(cè)為平楔面，構(gòu)成一個(gè)單面凸形楔面的切削齒，其它部分與第一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)相同。
本實(shí)用新型的切削齒可由硬質(zhì)合金材料或超硬耐磨合金材料制成。
權(quán)利要求1.一種用于牙輪鉆頭的凸形楔面切削齒，包括有齒柱(4)和齒冠(3)，其特征在于所述齒冠由一個(gè)圓形的底截面通過截面變化過渡到一個(gè)底截面為橢圓的弧形齒頂(1)，形成橢圓錐臺(tái)形齒冠，在橢圓錐臺(tái)形齒冠的短軸兩側(cè)弧面上切出有楔面(2)，至少有一個(gè)楔面為凸形楔面。
2.按權(quán)利要求1所述的用于牙輪鉆頭的凸形楔面切削齒，其特征在于在橢圓錐臺(tái)形齒冠的短軸兩側(cè)弧面上切出的楔面均為凸形楔面。
3.按權(quán)利要求1所述的用于牙輪鉆頭的凸形楔面切削齒，其特征在于在橢圓錐臺(tái)形齒冠的短軸兩側(cè)弧面上一側(cè)切出一個(gè)凸形楔面，另一側(cè)為平楔面。
4.按權(quán)利要求2或3所述的用于牙輪鉆頭的凸形楔面切削齒，其特征在于橢圓錐臺(tái)形齒冠的長(zhǎng)軸兩側(cè)母線與垂線成一個(gè)夾角α，α為0～30°。
5.按權(quán)利要求2或3所述的用于牙輪鉆頭的凸形楔面切削齒，其特征在于橢圓錐臺(tái)形齒冠兩側(cè)的凸形楔面上的橫向母線與切削齒中心平面成一個(gè)夾角β，β為0～15°。
6.按權(quán)利要求2或3所述的用于牙輪鉆頭的凸形楔面切削齒，其特征在于所述的凸形楔面可為一個(gè)圓弧面或漸開線弧面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于石油和地質(zhì)鉆探牙輪鉆頭的凸形楔面切削齒。包括有齒柱和齒冠，其不同之處在于所述齒冠由一個(gè)圓形的底截面通過截面變化過渡到一個(gè)底截面為橢圓的弧形齒頂，形成橢圓錐臺(tái)形齒冠，在橢圓錐臺(tái)形齒冠的短軸兩側(cè)弧面上切出有楔面，至少有一個(gè)楔面為凸形楔面。本實(shí)用新型的有益效果在于凸形楔面結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了切削齒的強(qiáng)度，切削齒在吃入地層過程中，吃入角隨吃入深度的變化而變化，切削齒與巖石之間是點(diǎn)與點(diǎn)接觸，增強(qiáng)了切削齒切削巖石的接觸應(yīng)力，提高了其破碎巖石的能力。同時(shí)，切削齒的兩側(cè)夾角α較小，切削刃較長(zhǎng)，增加了刮削面積，提高了切削效率。另外，采用超硬耐磨材料，能進(jìn)一步提高切削齒的使用壽命。
文檔編號(hào)E21B10/46GK2677582SQ20032012553
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2003年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者趙彥, 劉曉波 申請(qǐng)人:江漢石油鉆頭股份有限公司