强保径钢齿牙轮钻头的制作方法

本实用新型涉及地层掘进工具技术领域，尤其涉及一种强保径钢齿牙轮钻头。

背景技术：

钻头是钻井过程中用于破碎岩石，形成井筒的破岩工具。目前使用最广的破岩工具主要是固定齿切削钻头和非固定齿切削钻头。固定齿切削钻头中使用最广的就是pdc钻头，也就是聚晶金刚石复合片钻头；而非固定齿切削钻头主要是牙轮钻头，牙轮钻头按齿的类型又可分为两大类，一类为镶齿牙轮钻头，另一类为钢齿铣齿牙轮钻头。

钢齿牙轮钻头适应于软到中等硬度的地层，具有机械钻速高的特点，尤其是在含有砾石的地层中，钢齿牙轮钻头相对于镶齿牙轮钻头的优点更加明显：1镶齿钻头的硬质合金齿的韧性不如钢齿钻头的韧性，因而硬质合金齿更易于崩齿、断齿；2钢齿钻头比镶齿钻头的齿更宽、更高，因而机械钻速会更高。

钢齿牙轮钻头的牙齿是直接在牙轮表面通过铣削的方式加工出来的，并在表面敷焊的耐磨合金以提高其耐磨性，不过与硬质合金齿相比，敷焊的耐磨合金的耐磨性与硬质合金齿相比就相差很多了。特别是外排齿的位置，由于其线速度高以及受冲击力大，耐磨性就更差了，严重影响了钢齿牙轮钻头的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种强保径钢齿牙轮钻头。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：一种强保径钢齿牙轮钻头，包括牙掌和牙轮，所述的牙轮通过设置在牙掌下部的轴径与牙掌连接，并围绕所述牙掌下部的轴径旋转，牙轮外表面设置多排敷焊耐磨合金的钢齿，其特征在于：在每个牙轮外排齿的背面至少设置一颗切削保径齿。

优选地，所述切削保径齿是普通的硬质合金齿、聚晶金刚石复合片、聚晶金刚石复合齿、热稳定聚晶金刚石复合齿中的任意一种。

优选地，所述切削保径齿的形状为平头齿、锥球齿、球头齿中的一种。

优选地，所述切削保径齿可通过齿孔过盈配合的方式，或通过焊接方式设置在牙轮外排齿背面。

优选地，牙轮钻头外排齿不设置切削保径齿的其余各面均敷焊耐磨硬质合金。

本实用新型的有益效果是:由于钢齿牙轮钻头在破碎岩石形成井筒的过程中，外排齿最易磨损，为提高外排齿的耐磨性，在所述的每个牙轮外排齿的背面至少设置一颗切削保径齿。

牙轮钻头在切削岩石时外排齿的旋转线速度最高，磨损也最严重，对于钢齿牙轮钻头来说，由于敷焊的耐磨合金的耐磨性比烧结的硬质合金低，外排齿背面的磨损尤其严重。本专利提供在外排齿背面设置切削保径齿的方案就是为了提高其耐磨性，进而提高钢齿牙轮钻头的使用寿命。

聚晶金刚石、热稳定聚晶金刚石的耐磨性比普通烧结的硬质合金耐磨性更好，用聚晶金刚石复合片、聚晶金刚石复合齿以及热稳定聚晶金刚石复合齿替代普通的硬质合金齿可进一步提高钢齿牙轮钻头外排的耐磨性，进而延长钢齿牙轮钻头的使用寿命。

钢齿牙轮钻头的使用寿命提高了，钻头的总进尺自然会增加，钻井周期缩短，因此钻井成本相应的就会降低。

附图说明

图1是钢齿牙轮钻头结构示意图；

图2是钢齿牙轮钻头牙掌结构示意图；

图3是钢齿牙轮钻头牙轮总成结构示意图；

图4是普通硬质合金齿结构示意图；

图5是金刚石复合齿结构示意图；

图6是切削保径齿为金刚石复合片的结构示意图；

附图标记说明：1、牙掌，2、牙轮，3、牙掌下部的轴径，4、丝扣

201、牙轮外排齿，202、牙轮外排齿背面

203、普通硬质合金平头齿，204、普通硬质合金球头齿，205、普通硬质合金锥球齿，206、金刚石复合平头齿，207、金刚石复合球头齿，208、金刚石复合锥球齿。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

实施例1：

如图1～4所示，一种强保径钢齿牙轮钻头，包括牙掌1和牙轮2，所述的牙轮2通过设置在牙掌1下部的轴径3与牙掌1连接，并围绕所述牙掌下部的轴径3旋转，牙轮2外表面设置多排敷焊耐磨合金的钢齿。一片牙掌1和一个牙轮2组成一个牙掌单元，三个牙掌单元通过焊接方式组成一个牙轮钻头，并通过钻头尾部的丝扣4与钻具连接。作为本实用新型的一种选择是在牙轮2的外排齿201的背面202设置一颗切削保径齿，切削保径齿，可以是图4所示齿形普通硬质合金平头齿203、普通硬质合金球头齿204、普通硬质合金锥球齿205中的任何一种齿形，也可以是以上三种的齿形的任意一种组合。作为一种更优选择，在牙轮2的外排齿201的背面202空间足够的前提下，可以设置一颗以上的切削保径齿。

实施例2：

如图1、2、3、5所示，本实例与实施例1基本相同，其区别在于：牙轮2的外排齿201的背面202设置的切削保径齿齿形为金刚石复合平头齿206、金刚石复合球头齿207、金刚石复合锥球齿208一种或一种以上的组合形式；作为一种更优选择，在牙轮2的外排齿201的背面202空间足够的前提下，可以设置一颗以上的切削保径齿。

如图1、2、6所示，本实例与实施例1基本相同，其区别在于：牙轮2的外排齿201的背面202设置的切削保径齿为金刚石复合片209。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种强保径钢齿牙轮钻头，包括牙掌和牙轮，所述的牙轮通过设置在牙掌下部的轴径与牙掌连接，并围绕所述牙掌下部的轴径旋转，牙轮外表面设置多排敷焊耐磨合金的钢齿，其特征在于：在每个牙轮外排齿的背面至少设置一颗切削保径齿。

2.如权利要求1所述的强保径钢齿牙轮钻头，其特征在于：所述切削保径齿是普通的硬质合金齿、聚晶金刚石复合片、聚晶金刚石复合齿、热稳定聚晶金刚石复合齿中的任意一种。

3.如权利要求1所述的强保径钢齿牙轮钻头，其特征在于：所述切削保径齿的形状为平头齿、锥球齿、球头齿中的一种。

4.如权利要求1和2任意一项所述的强保径钢齿牙轮钻头，其特征在于：所述切削保径齿可通过齿孔过盈配合的方式，或通过焊接方式设置在牙轮外排齿背面。

5.如权利要求1所述的强保径钢齿牙轮钻头，其特征在于：牙轮钻头外排齿不设置切削保径齿的其余各面均敷焊耐磨硬质合金。

技术总结
本实用新型涉及地层掘进工具技术领域，尤其涉及一种强保径钢齿牙轮钻头。包括牙掌和牙轮，所述的牙轮通过设置在牙掌下部的轴径与牙掌连接，并围绕所述牙掌轴径旋转，牙轮外表面设置多排敷焊耐磨合金的钢齿，在每个牙轮外排齿的背面至少设置一颗切削保径齿。由于钢齿牙轮钻头在破碎岩石形成井筒的过程中，外排齿最易磨损，为提高外排齿的耐磨性，在所述的每个牙轮外排齿的背面至少设置一颗切削保径齿。

技术研发人员：郗海华
受保护的技术使用者：天津立林钻头有限公司
技术研发日：2019.07.31
技术公布日：2020.06.09