專利名稱：一種用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于石油、天然氣和地質(zhì)鉆井孕鑲鉆頭的孕鑲齒，具體涉及一種多曲面齒冠的孕鑲齒。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒主要包括齒柱和齒冠兩部分，齒柱主要為圓柱，橢圓柱或三棱柱等，齒冠部分大都為單曲面，曲面形狀為圓錐面，半球面或平面等。帶有上述孕鑲齒的孕鑲鉆頭有利于孕鑲鉆頭鉆進軟硬交錯的地層，但冠部為平面的孕鑲齒其鉆進地層時與地層接觸面積較大，因此主動切削作用效果差，在鉆進軟地層時影響鉆頭工作效率； 冠部為圓錐面或球面的孕鑲齒，雖然減小了齒與地層的接觸面積，但是因為錐頂或圓球頂部很快被磨損成平面，缺乏有效的主動切削面，鉆頭工作效率也會隨之快速削弱。另外鉆進硬地層時齒冠錐度較大會加快齒的磨損失效，導致鉆頭體產(chǎn)生熱裂紋，從而降低了鉆頭的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一和用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒，它不僅能夠提高鉆頭鉆進軟硬夾層時的穩(wěn)定性，擴寬孕鑲鉆頭的地層適用范圍，而且可以增強孕鑲鉆頭的破巖效率，延長齒和鉆頭的使用壽命。本實用新型為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為包括齒柱1和齒冠2其不同之處在于所述的齒冠包括三個平行相交或基本平行相交的外凸圓弧面4、5、6，在圓弧面的前端設(shè)置有斜切端面7a，所述的斜切端面與齒柱軸線的夾角為5° 35°。按上述方案，所述的斜切端面與齒柱軸線和中心圓弧面4軸線所在平面垂直。按上述方案，所述的三個平行相交或基本平行相交的外凸圓弧面包括一個中心圓弧面和左右兩個側(cè)向圓弧面，兩個側(cè)向圓弧面與中心圓弧面相交連接或由平面9a平滑過渡相連，中心圓弧面的曲率半徑小于或等于側(cè)向圓弧面的曲率半徑，中心圓弧面的半徑為齒柱圓柱半徑或橢圓柱短半軸的0. 3 0. 7。按上述方案，所述的側(cè)向圓弧面對稱設(shè)置在中心圓弧面的兩側(cè)下方，且兩側(cè)側(cè)向圓弧面的曲率半徑相同。按上述方案，所述的中心圓弧面軸線與齒柱軸線相交，相交的角度B4為90° 85°，形成前后等高或前高后低傾斜的齒冠。按上述方案，所述的齒柱為圓柱體或橢圓柱體。按上述方案，所述的中心圓弧面與斜切端面相交的前端頂點與齒柱軸線的距離Hl 為齒柱直徑的1/8 3/8。按上述方案，所述的齒柱為橢圓柱體，所述的三個平行相交或基本平行相交的外凸圓弧面沿橢圓長半軸方向設(shè)置。[0013]按上述方案，所述的三個平行相交或基本平行相交的外凸圓弧面后端與8a球面相交，球面與圓弧面前端的斜切端面7a相對應(yīng)。本實用新型的有益效果在于1、本實用新型作為孕鑲鉆頭的面齒和保徑齒工作時，其曲率半徑較小的中心圓弧面與斜切端面首先進入工作狀態(tài)，斜切端面相當于切削刃， 在鉆進相對研磨地層較軟地層時，可提高齒的切削效率；2、兩側(cè)的側(cè)向圓弧面圓弧頂端與中心圓弧面的圓弧頂端存在高低差，當鉆進硬地層或研磨性地層時，將逐漸參與鉆進，凸起的齒冠部提高了齒的清潔和冷卻效果，三個外凸圓弧面增加了鉆頭的布齒密度，提高了切削能力，延長了孕鑲齒的使用壽命；3、擴寬了孕鑲鉆頭的適用范圍，工作時齒冠部圓弧面和斜切端面首先接觸地層，可以在較軟的地層起切削作用，提高了孕鑲鉆頭在較軟地的鉆進效果；當鉆進硬地層或研磨性地層時，圓柱面逐漸磨損，孕鑲齒與地面的接觸面積逐漸增大，增強了齒對地層的研磨破碎作用，使得本實用新型可適用于鉆進有夾層的地層；4、齒冠圓弧面后端為球面，可減少齒與地層的接觸面積，增強了齒的切削性能，進一步提高了齒的清潔效果。

圖1為本實用新型一個實施例的立體圖。圖2為本實用新型一個實施例的正視圖。圖3為圖2的俯視圖。圖4為圖3的D-D剖視圖。圖5為圖2的側(cè)視圖。圖6為圖2的B-B局部剖視圖.圖7為圖4的E-E剖視圖。圖8為本實用新型第二個實施例的立體圖。圖9為本實用新型第二個實施例的側(cè)視圖。圖10是利用本實用新型孕鑲齒設(shè)計的油用金剛石孕鑲鉆頭示意圖。具體實施方法
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的實施例。實施例1 如圖1-7所示，包括有齒柱1和齒冠2，所述的齒柱為圓柱體，所述的齒冠包括三個平行相交的外凸圓弧面，所述的三個平行相交的外凸圓弧面包括一個中心圓弧面4和左右兩個側(cè)向圓弧面5、6，兩個側(cè)向圓弧面與中心圓弧面相交連接，側(cè)向圓弧面的下側(cè)與齒柱相交，中心圓弧面的曲率半徑小于側(cè)向圓弧面的曲率半徑；側(cè)向圓弧面對稱設(shè)置在中心圓弧面的兩側(cè)下方，且兩側(cè)側(cè)向圓弧面的曲率半徑相同，中心圓弧面的弧度為J1/4 JI/2，對稱布設(shè)，中心圓弧面軸線與齒柱軸線相交，相交的角度B4為87°，兩個側(cè)向圓弧面的軸線與中心圓弧面軸線相平行，與齒柱軸線也成87°夾角，由此形成前高后低傾斜的齒冠。在圓弧面的前端設(shè)置有斜切端面7a，所述的斜切端面7a與齒柱的軸線和中心圓弧面4的軸線所在平面垂直，所述的斜切端面與齒柱軸線的夾角a為15° ；所述的中心圓弧面與斜切端面相交的前端頂點與齒柱軸線的距離Hl為齒柱直徑的2/8 ；所述的中心圓弧面的半徑為齒柱半徑的0.61。[0029]實施例2 如圖8-9所示，它與第一個實施例的主要不同在于中心圓弧面軸線與齒柱軸線相交的角度為90°，兩個側(cè)向圓弧面與中心圓弧面通過平面9a平滑過渡相連，兩個側(cè)向圓弧面的軸向與中心圓弧面軸線相平行，與齒柱軸線也成90°夾角，由此形成前后等高的齒冠。 三個平行相交的外凸圓弧面后端與球面8a相交，球面與圓弧面前端的斜切端面7a相對應(yīng)， 球面與中心圓弧面相交的前端頂點與齒柱軸線的距離H2為齒柱直徑的1/8。其余部分與上一個實施例相同。本實用新型使用時將其鑲裝于金剛石孕鑲鉆頭的鉆頭體7上，齒的斜切端面朝向鉆頭的旋轉(zhuǎn)切削方向。
權(quán)利要求1.一種用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒，包括齒柱和齒冠，其特征在于所述的齒冠包括三個平行相交或基本平行相交的外凸圓弧面，在圓弧面的前端設(shè)置有斜切端面，所述的斜切端面與齒柱軸線的夾角為5° 35°。
2.按權(quán)利要求1所述的用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒，其特征在于所述的三個平行相交或基本平行相交的外凸圓弧面包括一個中心圓弧面和左右兩個側(cè)向圓弧面，兩個側(cè)向圓弧面與中心圓弧面相交連接或由平面平滑過渡連接，中心圓弧面的曲率半徑小于或等于側(cè)向圓弧面的曲率半徑。
3.按權(quán)利要求2所述的用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒，其特征在于所述的側(cè)向圓弧面對稱設(shè)置在中心圓弧面的兩側(cè)下方，且兩側(cè)側(cè)向圓弧面的曲率半徑相同。
4.按權(quán)利要求2或3所述的用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒，其特征在于所述的中心圓弧面軸線與齒柱軸線相交，相交的角度為90° 85°，形成前后等高或前高后低傾斜的齒冠。
5.按權(quán)利要求1所述的用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒，其特征在于所述的斜切端面與齒柱軸線和中心圓弧面軸線所在平面垂直。
6.按權(quán)利要求1或2所述的用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒，其特征在于所述的齒柱為圓柱體或橢圓柱體。
7.按權(quán)利要求1所述的用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒，其特征在于所述的中心圓弧面與斜切端面相交的前端頂點與齒柱軸線的距離為齒柱直徑的1/8 3/8。
8.按權(quán)利要求1或2所述的用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒，其特征在于所述的三個平行相交或基本平行相交的外凸圓弧面后端與球面相交，球面與圓弧面前端的斜切端面相對應(yīng)。
9.按權(quán)利要求1或2所述的用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒，其特征在于所述的齒柱為橢圓柱體，所述的三個平行相交或基本平行相交的外凸圓弧面沿橢圓長半軸方向設(shè)置。
10.按權(quán)利要求6所述的用于孕鑲鉆頭的孕鑲齒，其特征在于所述的是中心圓弧面的半徑為齒柱圓柱半徑或橢圓柱短半軸的0. 3 0. 7。
專利摘要本實用新型涉及一種用于石油、天然氣和地質(zhì)鉆井孕鑲鉆頭的孕鑲齒，具體涉及一種多曲面齒冠的孕鑲齒。包括齒柱和齒冠，其特征在于所述的齒冠包括三個平行相交或基本平行相交的外凸圓弧面，在圓弧面的前端設(shè)置有斜切端面，所述的斜切端面與齒柱軸線的夾角為5°～35°。所述的三個平行相交或基本平行相交的外凸圓弧面包括一個中心圓弧面和左右兩個側(cè)向圓弧面，兩個側(cè)向圓弧面與中心圓弧面相交連接或由平面平滑過渡相連，中心圓弧面的曲率半徑小于或等于側(cè)向圓弧面的曲率半徑。本實用新型不僅能夠提高鉆頭鉆進軟硬夾層時的穩(wěn)定性，擴寬孕鑲鉆頭的地層適用范圍，而且可以增強孕鑲鉆頭的破巖效率，延長齒和鉆頭的使用壽命。
文檔編號E21B10/52GK201943584SQ20112003480
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者樊孝兵, 郭國忠, 陳東方, 韓秀明 申請人:江漢石油鉆頭股份有限公司