一種三刀翼雙復(fù)合齒與三牙輪齒的組合鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于石油、天然氣、煤炭、地質(zhì)、頁巖氣鉆井領(lǐng)域，具體涉及一種三刀翼 雙復(fù)合齒與三牙輪齒的組合鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)鉆井遇到硬地層時(shí)，常用的PDC鉆頭主要是通過刮削運(yùn)動(dòng)方式 來實(shí)現(xiàn)井下鉆進(jìn)，金剛石鉆頭的鼻部和肩部上主要的切削元件很難有效吃入井底巖石，金 剛石鉆頭的機(jī)械鉆速將變得非常緩慢;而牙輪鉆頭以沖擊壓碎方式破碎巖石，容易使巖石 產(chǎn)生較深的破碎齒坑，但由于地層硬，不能使巖石產(chǎn)生體積破碎，故牙輪鉆頭切削齒的切削 效率也很低，牙輪鉆頭的機(jī)械鉆速也很慢。另外一方面，當(dāng)鉆頭遇到一些軟硬夾層較多的地 層時(shí)，PDC鉆頭的切削元件極易受到?jīng)_擊破損。
[0003] 為了應(yīng)對(duì)上述問題，中國專利文獻(xiàn)CN 103939022 B公開了一種roc鉆頭與牙輪鉆 頭聯(lián)合破巖的組合鉆頭，其包括相互連接的roc鉆頭和牙輪鉆頭;pdc鉆頭包括圓鋼主體， 圓鋼主體的側(cè)面上銑制出若干刀翼組，以及若干凹槽，每組刀翼包括一刀翼和二刀翼，一刀 翼和二刀翼為一字型連體刀翼;牙輪鉆頭包括若干牙掌，牙掌安裝在凹槽內(nèi)，并且牙掌的下 部設(shè)置有牙輪組，牙輪組與刀翼組是一一對(duì)應(yīng)的；每組牙輪組包括一牙輪和二牙輪，一牙輪 和二牙輪的外側(cè)分別形成牙輪錐面破碎面和牙輪圓弧破碎面;圓鋼主體上設(shè)置有牙輪鉆頭 儲(chǔ)油密封軸承系統(tǒng)和水力噴射系統(tǒng)。
[0004] 中國專利文獻(xiàn)CN 103015899 B公開了一種用于石油、天然氣和地質(zhì)鉆井用的強(qiáng) 化心部切削功能的混合鉆頭，包括有鉆頭體，鉆頭體上設(shè)置刀翼和噴嘴，刀翼輪廓從內(nèi)至外 劃分為心部、內(nèi)錐、鼻部、肩部和保徑段;在刀翼上刀翼輪廓的內(nèi)錐、鼻部、肩部和保徑段安 設(shè)有固定切削齒，牙掌設(shè)置于刀翼之間，的牙掌上端與鉆頭體聯(lián)接成一體，牙掌的下端安設(shè) 牙輪，牙輪上安設(shè)有牙輪切削齒，在的鉆頭體下端心部設(shè)置有活動(dòng)切削齒。
[0005] 但是，上述的鉆頭都存在如下問題：1、釺焊復(fù)合齒溫度不易控制，影響復(fù)合齒壽 命，2、牙輪齒只在刀翼圓弧部分復(fù)合齒實(shí)現(xiàn)聯(lián)合破碎巖石。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進(jìn)，即本實(shí)用新 型公開了一種三刀翼雙復(fù)合齒與三牙輪齒的組合鉆頭。
[0007] 技術(shù)方案:一種三刀翼雙復(fù)合齒與三牙輪齒的組合鉆頭，包括鉆頭主體、一牙輪分 裝件、二牙輪分裝件、三牙輪分裝件、一刀翼、二刀翼和三刀翼，
[0008] 鉆頭主體的頂部均勻設(shè)有結(jié)構(gòu)相同的一刀翼、二刀翼和三刀翼，在相鄰的刀翼之 間分別焊設(shè)有結(jié)構(gòu)相同的一牙輪分裝件、二牙輪分裝件、三牙輪分裝件，鉆頭主體的外側(cè)壁 下部設(shè)有接頭螺紋，鉆頭主體的中部設(shè)有卸扣槽，鉆頭主體的頂部設(shè)有內(nèi)六方螺紋噴嘴和 中心水孔，
[0009] -牙輪分裝件包括牙掌、一牙輪、牙輪卡簧、軸承浮動(dòng)套、0型橡膠圈、牙輪金屬密 封環(huán)、軸承底部臺(tái)面、大小軸、牙輪硬質(zhì)合金切削齒、牙輪復(fù)合片切徑齒、牙輪背錐齒、絲堵、 油杯、儲(chǔ)油囊、擋圈、壓蓋和傳壓孔，
[0010] 所述一牙輪通過牙輪卡簧設(shè)于牙掌的上表面；
[0011] 所述牙掌的軸承設(shè)有軸承浮動(dòng)套；
[0012] 所述一牙輪設(shè)有密封槽，所述0型橡膠圈、所述牙輪金屬密封環(huán)與該密封槽相配 合，
[0013] 所述軸承底部臺(tái)面、所述大小軸、所述絲堵與所述牙掌固接，
[0014] 所述牙輪硬質(zhì)合金切削齒、所述牙輪復(fù)合片切徑齒、所述牙輪背錐齒鑲嵌于一牙 輪外表面上，所述牙輪硬質(zhì)合金切削齒沿著牙輪硬質(zhì)合金齒破巖線布設(shè)；
[0015] 所述牙掌上設(shè)有儲(chǔ)油孔，儲(chǔ)油孔由內(nèi)向外依次設(shè)有油杯、儲(chǔ)油囊、壓蓋、擋圈、和傳 壓孔，
[0016] -刀翼包括硬質(zhì)合金切削齒、保徑硬質(zhì)合金齒、復(fù)合片切削副齒、復(fù)合片保徑齒、 復(fù)合片切削主齒和硬質(zhì)合金齒，
[0017] 復(fù)合片切削主齒沿著復(fù)合片刀翼主齒破巖線布設(shè)于一刀翼的冠部主切削面，
[0018]復(fù)合片切削副齒沿著復(fù)合片刀翼副齒破巖線布設(shè)于一刀翼冠部的副切削面，
[0019] 硬質(zhì)合金切削齒、保徑硬質(zhì)合金齒、復(fù)合片保徑齒均布設(shè)于一刀翼的保徑面上，
[0020] 硬質(zhì)合金齒布設(shè)于一刀翼肩部的主切削面。
[0021 ]進(jìn)一步地，還包括密封圈，密封圈與內(nèi)六方螺紋噴嘴套接。密封圈與內(nèi)六方螺紋噴 嘴配合，防止鉆井液泄漏。
[0022]進(jìn)一步地，復(fù)合片切削副齒的齒頂比相鄰的復(fù)合片切削主齒的齒頂高4mm。
[0023]有益效果:本實(shí)用新型公開了一種三刀翼雙復(fù)合齒與三牙輪齒的組合鉆頭具有以 下有益效果：
[0024] 1在鉆頭主體上銑出三個(gè)刀翼的外形，用非釺焊的齒徑與孔徑過盈配合壓裝工藝 固齒，防止復(fù)合齒受熱影響降低復(fù)合齒工作壽命，在每個(gè)刀翼的內(nèi)錐及圓弧面布1608型復(fù) 合主齒，每個(gè)刀翼復(fù)合主齒錯(cuò)開布齒使井底巖石得到高效全面破碎，在兩顆復(fù)合主齒之間 壓裝錐球型復(fù)合副齒，其齒頂比復(fù)合主齒高出4毫米，即在復(fù)合主齒破巖時(shí)提供予破碎層， 有利于提高復(fù)主齒壽命，實(shí)現(xiàn)兩種復(fù)合齒在全井底聯(lián)合破碎巖石，提高鉆頭工作指標(biāo)； [0025] 2在主體上組焊三個(gè)牙輪牙掌總成與三個(gè)刀翼對(duì)稱分布，實(shí)現(xiàn)三個(gè)刀翼的復(fù)合齒 與三個(gè)牙輪的齒在全井底聯(lián)合破碎巖石，在兩種刀翼復(fù)合齒的下部以沖擊破碎方式在全井 底鉆成2~8豪米深的予破碎巖層，可提高復(fù)合齒破巖效率和壽命，提高組合鉆頭工作指標(biāo) 和降低鉆井成本；
[0026] 3組合鉆頭牙輪軸承是卡簧鎖緊牙輪的高速單金屬組合密封浮動(dòng)套滑動(dòng)軸承，采 用在高速旋轉(zhuǎn)工作時(shí)的〇形橡膠圈和輪金屬環(huán)與軸跟臺(tái)面的密封端面旋轉(zhuǎn)工作，實(shí)現(xiàn)單金 屬組合密封的端面軸向和徑向密封，有利于提高組合鉆頭軸承密封的可靠性和高速軸承的 工作壽命；
[0027] 4在牙掌端部有儲(chǔ)油囊壓力平衡系統(tǒng)平衡軸承內(nèi)外壓差使高速軸承正常工作；
[0028] 5由主體噴射系統(tǒng)內(nèi)六方噴嘴噴出的高速泥漿射流，能把出口處附近帶巖肩的泥 沙吸進(jìn)出口處再噴向井底，及時(shí)清洗全井底巖肩清，洗刀翼的復(fù)合齒和牙輪及切削齒、攜帶 井底巖肩上返，中心水噴出泥漿射流清洗中心的巖肩防止鉆頭刀翼泥包，提高組合鉆頭工 作指標(biāo)。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本實(shí)用新型公開的一種三刀翼雙復(fù)合齒與三牙輪齒的組合鉆頭的正面結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0030] 圖2為本實(shí)用新型公開的一種三刀翼雙復(fù)合齒與三牙輪齒的組合鉆頭俯視結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0031] 其中：
[0033]【具體實(shí)施方式】：
[0034]下面對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)說明。
[0035]如圖1和圖2所示，一種三刀翼雙復(fù)合齒與三牙輪齒的組合鉆頭，包括鉆頭主體1、 一牙輪分裝件18A、二牙輪分裝件19B、三牙輪分裝件20C、一刀翼2、二刀翼3和三刀翼4， [0036]鉆頭主體1的頂部均勻設(shè)有結(jié)構(gòu)相同的一刀翼2、二刀翼3和三刀翼4,在相鄰的刀 翼之間分別焊設(shè)有結(jié)構(gòu)相同的一牙輪分裝件18A、二牙輪分裝件19B、三牙輪分裝件20C，鉆 頭主體1的外側(cè)壁下部設(shè)有接頭螺紋42,鉆頭主體1的中部設(shè)有卸扣槽41，鉆頭主體1的頂部 設(shè)有內(nèi)六方螺紋噴嘴和中心水孔40,一牙輪分裝件18A、二牙輪分裝件19B、三牙輪分裝件 20C與鉆頭主體1之間設(shè)有組裝焊接層17，
[0037] 一牙輪分