成组不等距布齿牙轮钻头[实用新型专利]

[12]实用新型专利说明书专利号 ZL

200920106552.5

[51]Int.CI.

E21B 10/08 (2006.01)E21B 10/52 (2006.01)

[45]授权公告日2009年12月30日[22]申请日2009.03.18[21]申请号200920106552.5

[73]专利权人中国石油天然气股份有限公司

地址100007北京市东城区东直门北大街9号[72]设计人郑家伟 王霞 徐彤 乔丽卡

[11]授权公告号CN 201372724Y

[74]专利代理机构北京市中实友知识产权代理有限责

任公司

代理人李玉明

权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页

[]实用新型名称

成组不等距布齿牙轮钻头

[57]摘要

成组不等距布齿牙轮钻头，应用于石油天然气钻井领域。由牙爪和牙轮两部分组成，牙轮体为圆锥体形，在牙轮体上有齿圈，在齿圈之间有齿槽，在齿圈上固定有一圈牙齿，所说的牙齿包括主切削齿和背锥齿。特征是：在牙轮圆锥面的每个齿圈上固定有2～8组牙齿，每组牙齿由3颗或3颗以上牙齿组成，在每组牙齿中牙齿间距相等并且不同组牙齿中的牙齿间距不同。效果是：由于不等距分布齿牙，所以能充分利用每个牙齿的切削功能，具有更高的井底覆盖率；能更好地避免重复破碎，提高了破岩效率和钻井速度；在背锥面通过成组不等距离布置背锥齿，能获得对牙轮体更大面积的保护，增强了钻头牙轮的保径能力。

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权 利 要 求 书

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1、一种成组不等距布齿牙轮钻头，由牙爪和牙轮两部分组成，牙轮包括有牙轮体(1)和分布在牙轮体上的牙齿，牙轮体(1)为圆锥体形，在牙轮体(1)上有齿圈，在齿圈之间有齿槽，在齿圈上固定有一圈牙齿，所说的牙齿包括主切削齿(2)和背锥齿(3)，其特征在于：在牙轮圆锥面齿圈上固定有2～8组牙齿，每组牙齿由3个以上主切削齿(2)或背锥齿(3)组成，在每组切削齿中主切削齿(2)或背锥齿(3)之间的距离相等，并且不同组牙齿中的主切削齿(2)或背锥齿(3)间距不同。

2、根据权利要求1所述的成组不等距布齿牙轮钻头，其特征是：所述牙轮是镶齿钻头牙轮。

3、根据权利要求1所述的成组不等距布齿牙轮钻头，其特征是：所述牙轮是钢齿钻头牙轮。

4、根据权利要求1或2或3所述的成组不等距布齿牙轮钻头，其特征是：在齿圈上其一组牙齿的直径、形状、材料可以不同于另一组牙齿。

5、根据权利要求1或2或3所述的成组不等距布齿牙轮钻头，其特征是：牙轮成组不等距布齿至少用于钻头一个牙轮上的至少一个齿排。

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说 明 书

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成组不等距布齿牙轮钻头

技术领域

本实用新型涉及石油天然气勘探开发的钻井技术领域，特别涉及一种牙轮钻头，是一种成组不等距布齿的牙轮钻头。背景技术

油气勘探成本在很大程度上取决于钻井速度，而钻井速度主要依靠钻头切削结构破岩效率和钻头使用寿命。因此提高钻头的机械钻速、延长钻头寿命、增加单只钻头的进尺、缩短钻井周期是油气勘探追求的目标，而减少钻头重复破碎几率是实现这一目标的重要方法之一。改进牙轮钻头齿面结构能减少钻头重复破碎，以提高机械钻速和进尺，并消除其它影响钻头性能的因素。

在现有技术中，用于石油天然气钻井的牙轮钻头，主要由牙爪和牙轮两部分组成，牙轮包括有牙轮体和布置在牙轮体上的牙齿。按牙轮的牙齿结构不同，牙轮钻头分为两大类，一类是镶齿牙轮钻头，另一类是钢齿牙轮钻头。

目前，牙轮钻头牙轮上的牙齿是均匀分布的，即在齿圈上为等距离布置牙齿。等距离布置牙齿的不足之处是：由于均匀布齿的牙轮钻头在井底钻进岩层时容易产生重复破碎，降低了破岩效率。重复破碎是指牙轮上的牙齿落入已有的岩石破碎坑或压痕，形成井底岩石凸脊，从而使牙齿难于破碎井底未切岩石，不能有效钻进或吃入地层并形成新的破碎坑，这种齿面切削结构降低了牙轮钻头破岩效率。 实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种成组不等距布齿牙轮钻头，提高井

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底的覆盖率，避免重复破碎，提高破岩效率和钻井速度；并使背锥面获得更大面积保护，增强钻头保径能力。克服目前牙轮钻头牙轮上的牙齿分布均匀，造成重复破碎、破岩效率低的不足。

本实用新型采用的技术方案是：成组不等距布齿牙轮钻头，由牙爪和牙轮两部分组成，牙轮包括有牙轮体和分布在牙轮体上的牙齿，牙轮体为圆锥体形，在牙轮体上有齿圈，在齿圈之间有齿槽，在齿圈上固定有一周牙齿，所说的牙齿包括主切削齿和背锥齿。其特征在于：在牙轮圆锥面齿圈上固定有2～8组牙齿，每组牙齿由3个以上主切削齿或背锥齿组成，在每组牙齿中主切削齿或背锥齿间距相等，并且不同组牙齿中的主切削齿或背锥齿间距不同。

所述牙轮可以是镶齿钻头牙轮，也可以是钢齿钻头牙轮。 在齿圈上其一组牙齿的直径、形状、材料可以不同于另一组牙齿。 成组不等距布齿至少用于钻头一个牙轮上的至少一个齿排。 本实用新型的有益效果：本实用新型成组不等距布齿牙轮钻头，由于不等距布置牙齿，所以能充分利用每个牙齿的切削功能，具有更高的井底覆盖率；能更好地避免重复破碎，提高了破岩效率和钻井速度；能在背锥面通过成组不等距布置背锥齿，能获得对牙轮体更大面积的保护，增强了钻头牙轮的保径能力。附图说明

图1是本实用新型成组不等距布齿牙轮钻头的牙轮结构主视图。 图2是本实用新型牙轮的俯视图。 图3是本实用新型牙轮的仰视图。 图4是本实用新型牙轮的轴侧图。

图中，1.牙轮体，2.主切削齿，3.背锥齿。

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具体实施方式 实施例1：

参阅图1。本实用新型成组不等距布齿牙轮钻头，由牙爪和牙轮两部分组成，牙轮包括有牙轮体1和分布在牙轮体上的牙齿，牙轮体1为圆锥体形，在牙轮体1上有3个齿圈，在齿圈之间有齿槽，在每个齿圈上固定有一周牙齿，所说的牙齿包括主切削齿2和背锥齿3。在牙轮圆锥面齿圈上固定有4牙齿，每组牙齿由3个主切削齿2或背锥齿3组成，在每组牙齿中主切削齿2或背锥齿3间距相等，并且不同组牙齿中的主切削齿2或背锥齿3间距不同。 所述牙轮是镶齿钻头牙轮。

在齿圈上其一组牙齿的直径、形状、材料不同于另一组牙齿。

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说 明 书 附 图

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图1

图2

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图3

图4

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