[实用新型]一种强化牙掌掌尖耐磨性能的牙轮钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油、天然气钻井和采矿钻井领域牙轮钻头，具体涉及一种强化牙掌掌尖耐磨性能的牙轮钻头，该牙轮钻头尤其适合于大位移井水平井的造斜。 

背景技术

大位移井水平井在各油田已普遍使用，在钻井造斜（尤其用大弯度螺杆造斜）过程中，牙轮受井壁推力作用而发生内倾，导致掌尖最大限度的暴露，使井壁磨损掌尖。掌尖磨损失效后导致牙轮轴承密封失去保护，进而牙轮轴承破坏而使牙轮钻头失效。 

针对上述问题，现有牙轮钻头是靠设置掌尖敷焊层来抵御井壁的磨损，以提高钻头保径的使用寿命，但由于受敷焊材料和工艺的影响，钻头耐磨性不稳定，在使用中掌尖磨损现象仍然非常普遍，而且掌尖受井壁的摩擦也会产生较高的热量，进一步加剧对密封部位密封橡胶圈使用寿命的影响。有些钻头在牙掌掌背塞销孔与敷焊层间镶齿以增强掌尖耐磨性能，但由于所镶的齿多为球头齿且高度有限，仍无法避免吃入地层后合金齿高度降低，掌尖直接接触井壁而磨损；另一方面，由于掌尖区域受塞销孔影响布齿空间较小，布齿密度不高，受力侧敷焊层仍易与井壁接触导致磨损。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种强化牙掌掌尖耐磨性能的牙轮钻头，它能有效避免牙轮钻头因掌尖磨损而失效，从而提高牙轮钻头的使用寿命，尤其适合定向井的造斜。 

本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有牙轮和牙掌，牙轮通过轴承与牙掌轴颈相连，牙轮上镶有切削齿、边排齿和背锥齿，牙掌掌尖上敷焊有耐磨合金层，牙掌掌背下方近掌尖处设置有塞销孔，其特征在于所述的塞销孔向后偏移，即向后偏离掌背几何中心线，在牙掌掌背的前面（牙轮的运转方向为前）和掌尖区域布设保径齿，且所述的保径齿为平顶齿。 

按上述方案，所述的塞销孔偏离掌背几何中心线的距离大于或等于3mm；通常为10~35 mm。 

按上述方案，所述的掌尖区域保径齿齿顶相对掌背面的高度高于牙掌掌尖耐磨合金层相对掌背面的高度，即掌尖区域保径齿齿顶与牙轮背锥齿齿顶连线相对掌背面的距离大于牙掌掌尖耐磨合金层相对掌背面的高度。 

按上述方案，所述的掌尖区域保径齿齿顶相对掌背面的高度高于牙掌掌尖耐磨合金层相对掌背面的高度为0.5~2mm。 

按上述方案，所述的牙掌掌背为斜掌背或直掌背。 

按上述方案，牙掌塞销孔前方和前下方弧形区域布满保径齿。 

按上述方案，牙掌塞销孔上方布设有保径齿。 

按上述方案，所述的牙轮钻头为三牙轮钻头。 

本实用新型的有益效果在于：1、将掌背上的塞销孔向后偏移，使得牙掌前面即牙掌受力侧获得较大的镶齿空间，将保径齿布设在靠近牙掌掌背的前面（牙轮的运转方向为前）和掌尖弧形区域，受力侧保径齿数密度增加，使牙掌保径齿的布设更为合理，强化了牙掌掌尖的耐磨性能；而采用平顶齿可进一步提高耐磨性和保径齿对牙掌支撑的稳定性；2、在牙轮受井壁挤压内移消除间隙到极限位置时，掌背保径齿与牙轮背锥齿连线高于掌尖耐磨合金层高度，通过掌背保径齿和牙轮外排齿及背锥齿将掌尖耐磨合金层架空，改变了传统靠耐磨层对掌尖保护的方式，掌尖耐磨合金层由抗磨变为减磨，从而提高了掌尖的使用寿命，同时减轻掌尖与井壁的直接摩擦，降低了井壁对掌尖摩擦产生的摩擦热，达到延缓橡胶密封圈老化的作用，从而延长牙轮钻头轴承使用寿命。本实用新型尤其适合于中硬地层大位移井水平井的造斜。 

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的立体图。 

图2为本实用新型一个实施例的掌背部分的偏移塞销孔及布齿结构图。 

图3为本实用新型一个实施例牙轮牙掌部分的局部侧视图。 

具体实施方式

以下结合附图进一步说明该实用新型的实施例。