一种牙轮钻头用切削齿

土层或岩石的钻进;采矿的设备制造及其应用技术1.本实用新型涉及钻头技术领域，具体涉及一种牙轮钻头用切削齿。背景技术：2.切削齿是石油、天然气钻采过程中破岩工具的重要组成部分，切削齿与岩石的互作用方式决定了切削齿破碎岩石的工作效率以及钻头使用寿命等。切削齿按钻头类别划分，可分为牙轮齿和pdc齿等，其中牙轮钻头上的牙轮齿又可分为镶齿和铣齿两大类。牙轮钻头切削齿主要通过冲击、压碎作用对地层岩石进行破碎切削，同时牙轮切削齿由于牙轮钻头的超顶、复锥和移轴等结构特点还对地层岩石产生剪切作用，而pdc齿则用在固定切削结构上，对地层岩石进行刮切破岩。3.钻头是进行石油天然气钻井工作的重要工具之一，如何提高钻井效率，延长钻头寿命，其上的切削齿起着至关重要的作用。如今石油天然气钻井工程中所使用的钻头主要有牙轮钻头和pdc（聚晶金刚石复合片）钻头。牙轮钻头作为一种重要的钻井工具之一，其自身随着钻杆旋转而产生旋运动，其上的牙轮通过轴承副与钻头体形成转动连接，在正常钻进过程中，牙轮钻头旋转带动牙轮绕钻头轴线转动时，同时牙轮还会绕自身的轴线转动，牙轮上的切削齿在钻头转动与牙轮转动的共同驱动下作复杂的合成运动，牙轮钻头属非固定切削结构钻头。4.公开号为cn111946273a，公开日为2020.11.17的中国专利公开了一种石油、矿山和地质勘探钻井用扩孔牙轮钻头，包括钻头本体1，其特征在于：所述钻头本体1的顶端固定有滑槽座2，所述滑槽座2的内侧滑动连接有滑块3，所述滑块3的一侧表面开设有与滑槽座2相对应的卡槽16；所述滑槽座2的空腔内开设有固定槽12，所述固定槽12的内侧固定有均匀分布的第一复位弹簧13，所述第一复位弹簧13的末端固定有连接板14，所述连接板14上贯穿有插杆15，所述插杆15延伸至滑槽座2的一侧外壁并于末端固定有把手4，所述插杆15远离把手4的一侧延伸至卡槽16的内部；所述滑块3的两侧表面均开设有安装槽17，所述安装槽17的内侧固定有均匀的第二复位弹簧18，所述第二复位弹簧18的末端固定有辅助滑块19，所述辅助滑块19的一侧表面紧贴于滑槽座2的一侧内部。如何有效将牙轮钻头破岩机理与pdc钻头破岩机理相结合以达到更有效的破岩效果，获得更快的机械钻速成为了一个主要研究方向，目前已有牙轮-pdc钻头等重要技术备广泛运用，但对于切削齿而言，仍还处于被动状态，如何将冲击压碎破岩与刮切破岩相结合，提出一种新型的切削齿成为了关键。技术实现要素：5.本实用新型提供一种牙轮钻头用切削齿，旨在实现牙轮钻头冲击压碎破岩与刮切破岩相结合，使牙轮钻头既具有冲击压碎破岩效果，还有一定的刮切破岩效果。6.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：7.一种牙轮钻头用切削齿，其特征在于：包括冲击齿和刮切齿，所述冲击齿为锥形齿，所述冲击齿包括冲击齿上端的冲击部和冲击齿下端的齿轴劲部，所述刮切齿包括复合片和复合片基体，所述复合片上设置有与齿轴劲部相匹配的第一套接孔，所述复合片基体上设置有与齿轴劲部相匹配的第二套接孔，所述齿轴劲部通过第一套接孔和第二套接孔设置在复合片和复合片基体内部。8.优选的，所述冲击部为球形或勺形或楔形或尖卵形。9.优选的，所述齿轴劲部上设置有第一滚珠环槽，所述复合片基体上设置有与第一滚珠环槽相匹配的第二滚珠环槽，所述第一滚珠环槽和第二滚珠环槽形成有用于容纳滚珠的滚珠容纳腔。10.优选的，所述第二套接孔上设置有用于安装密封圈的密封圈槽。11.优选的，所述第二套接孔上设置有用于安装滚针的滚针安装槽。12.本技术方案的有益效果为：本实用新型通过上述设计得到的一种牙轮钻头用的切削齿，在牙轮钻头钻进过程中，当牙轮上的某一个齿与岩石互作用开始破岩时，冲击齿在钻压作用下冲击地层岩石，在冲击后形成凹坑，凹坑周围岩石产生裂缝，在冲击后由于牙轮自身转动，切削齿上的刮切齿沿转动方向刮切破碎岩石，从而对岩石形成了更加连续的冲击刮切破岩，缩短了复合钻头冲击刮切破岩的时间，提高了钻进效率。附图说明13.图1为本实用新型的结构示意图；14.图2为本实用新型中冲击齿的立体图；15.图3为本实用新型中刮切齿的立体图；16.图4为冲击部为尖卵形时实用新型的结构示意图；17.图5为冲击部为球形时实用新型的结构示意图；18.图6为采用滚珠时实用新型的结构示意图；19.图7为采用滚珠时实用新型中冲击齿的结构示意图；20.图8为采用滚珠时实用新型中刮切齿的结构示意图；21.图9为采用滚针时实用新型的结构示意图；22.图10为采用滚针时实用新型中冲击齿的结构示意图；23.图11为采用滚针时实用新型中刮切齿的结构示意图；24.其中：100、冲击齿；110、冲击部；120、齿轴劲部；121、第一滚珠环槽；200、刮切齿；210、复合片；211、第一套接孔；220、复合片基体；221、第二套接孔；2211、第二滚珠环槽；2212、密封圈槽；2213、滚针安装槽；300、滚珠；400、密封圈；500、滚针。具体实施方式25.下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。26.实施例127.如图1-图8所示，一种牙轮钻头用切削齿，包括冲击齿100和刮切齿200，所述冲击齿100为锥形齿，所述冲击齿100包括冲击齿100上端的冲击部110和冲击齿100下端的齿轴劲部120，所述刮切齿200包括复合片210和复合片基体220，所述复合片210与复合片基体220通过烧结连接组合形成切削齿200，所述复合片210上设置有与齿轴劲部120相匹配的第一套接孔211，所述复合片基体220上设置有与齿轴劲部120相匹配的第二套接孔221，所述齿轴劲部120通过第一套接孔211和第二套接孔221设置在复合片210和复合片基体220内部。28.其中，所述冲击部110为球形或勺形或楔形或尖卵形。29.其中，所述齿轴劲部120上设置有第一滚珠环槽121，所述复合片基体220上设置有与第一滚珠环槽121相匹配的第二滚珠环槽2211，所述第一滚珠环槽121和第二滚珠环槽2211形成有用于容纳滚珠300的滚珠容纳腔，所述冲击齿100与刮切齿200通过滚珠300形成转动连接。30.其中，所述第二套接孔221上设置有用于安装密封圈400的密封圈槽2212。31.本技术方案的有益效果为：本实用新型通过上述设计得到的一种牙轮钻头用的切削齿，在牙轮钻头钻进过程中，当牙轮上的某一个齿与岩石互作用开始破岩时，冲击齿100在钻压作用下冲击地层岩石，在冲击后形成凹坑，凹坑周围岩石产生裂缝，在冲击后由于牙轮自身转动，切削齿上的刮切齿200沿转动方向刮切破碎岩石，从而对岩石形成了更加连续的冲击刮切破岩，缩短了复合钻头冲击刮切破岩的时间，提高了钻进效率。32.实施例233.如图9-图11所示，一种牙轮钻头用切削齿，包括冲击齿100和刮切齿200，所述冲击齿100为锥形齿，所述冲击齿100包括冲击齿100上端的冲击部110和冲击齿100下端的齿轴劲部120，所述刮切齿200包括复合片210和复合片基体220，所述复合片210与复合片基体220通过烧结连接组合形成切削齿200，所述复合片210上设置有与齿轴劲部120相匹配的第一套接孔211，所述复合片基体220上设置有与齿轴劲部120相匹配的第二套接孔221，所述齿轴劲部120通过第一套接孔211和第二套接孔221设置在复合片210和复合片基体220内部。34.其中，所述冲击部110为球形或勺形或楔形或尖卵形。35.其中，所述第二套接孔221上设置有用于安装密封圈400的密封圈槽2212。36.其中，所述第二套接孔221上设置有用于安装滚针500的滚针安装槽2213，所述冲击齿100与刮切齿200通过滚针500形成转动连接。37.其中，所述复合片210所在位置略低于冲击齿100上的冲击部110或冲击部130底部平齐。所述复合片210分散布置在牙齿可能接触岩石的方向上。38.本技术方案的有益效果为：本实用新型通过上述设计得到的一种牙轮钻头用的切削齿，在牙轮钻头钻进过程中，当牙轮上的某一个齿与岩石互作用开始破岩时，冲击齿100在钻压作用下冲击地层岩石，在冲击后形成凹坑，凹坑周围岩石产生裂缝，在冲击后由于牙轮自身转动，切削齿上的刮切齿200沿转动方向刮切破碎岩石，从而对岩石形成了更加连续的冲击刮切破岩，缩短了复合钻头冲击刮切破岩的时间，提高了钻进效率。39.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。









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