一种具有排屑功能的牙轮和混合钻头的制作方法

本申请涉及石油钻探工具，特别涉及一种具有排屑功能的牙轮和混合钻头。

背景技术：

1、目前，混合钻头因其固定刀翼加滚动牙轮的复合切削结构，具有适应不均质地层、机械钻速高、进尺多等性能优势。

2、但是，现有技术中，由于混合钻头机械钻速高，导致岩屑易难以及时排走上返而在井底堆积，也易在牙轮底平面与牙掌轴根平面之间聚集；又由于牙轮自转带动岩屑旋转，不仅导致牙轮底平面磨损，更会导致牙掌轴根平面磨损，牙掌轴根平面磨损后，导致掌尖折断、岩屑易进入轴承密封腔内，导致轴承寿命短。如在海洋井的砂岩层段钻进时中，由于机械钻速高，井底岩屑不能及时排走上返，多次出现混合钻头因为牙掌轴根平面磨损、导致轴承早期失效的实例。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种具有排屑功能的牙轮和混合钻头，以解决相关技术中钻头钻进中，井底岩屑不能及时排走，导致牙轮底平面磨损，岩屑易进入轴承密封腔内，导致轴承寿命短的问题。

2、第一方面，提供了一种具有排屑功能的牙轮，其包括：

3、牙轮本体，其包括牙轮底平面和牙轮背锥面，所述牙轮底平面包括内圈和外圈，所述牙轮背锥面沿牙轮底平面的周向与牙轮底平面相接形成牙轮底平面的外圈；

4、排屑槽，其开设在牙轮背锥面上，所述排屑槽平行于牙轮背锥面径向上的投影长度不小于牙轮背锥面的径向长度。

5、一些实施例中，所述排屑槽靠近牙轮底平面的一端与所述内圈之间具有安全距离。

6、一些实施例中，所述牙轮本体包括牙轮基体第一锥面，所述牙轮基体第一锥面沿所述牙轮背锥面的周向，设置在所述牙轮背锥面远离牙轮底平面的一圈；

7、所述排屑槽包括内槽口和外槽口，所述内槽口朝向牙轮底平面设置，所述外槽口朝向牙轮基体第一锥面设置，且所述内槽口位于所述外圈与内圈之间。

8、一些实施例中，所述牙轮本体包括牙轮基体第一锥面，所述牙轮基体第一锥面沿所述牙轮背锥面的周向，设置在所述牙轮背锥面远离牙轮底平面的一圈；

9、所述排屑槽包括内槽口和外槽口，所述内槽口朝向牙轮底平面设置，所述外槽口朝向牙轮基体第一锥面设置，且所述排屑槽的外槽口穿过所述牙轮基体第一锥面设置。

10、一些实施例中，所述内槽口位于所述外圈与内圈之间。

11、一些实施例中，所述排屑槽与牙轮背锥面的母线的夹角β为20°～80°，且排屑槽远离牙轮底平面一端的倾斜方向与牙轮本体的自转方向相反。

12、一些实施例中，所述排屑槽的深度为5～30mm，宽度为6～40mm。

13、一些实施例中，所述排屑槽具有多个，多个所述排屑槽沿牙轮背锥面的周向间隔设置在牙轮背锥面上。

14、一些实施例中，所述牙轮本体上的排屑槽数量为9～15个。

15、第二方面，提供了一种混合钻头，其包括：

16、如本申请第一方面所述的一种具有排屑功能的牙轮；

17、钻头体；

18、至少一个刀翼，所述刀翼设置在所述钻头体的端部；

19、牙掌，其设置在所述钻头体的端部，所述牙轮本体套装在牙掌上。

20、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

21、本申请实施例提供了一种具有排屑功能的牙轮和混合钻头，由于牙轮底平面与牙轮背锥面相连接，牙轮背锥面与牙轮底平面相接于外圈，在牙轮背锥面上开设排屑槽，且排屑槽穿过牙轮背锥面设置，具体表现为，排屑槽平行于牙轮背锥面径向上的投影长度不小于牙轮背锥面的径向长度，即排屑槽的两端开口的其中一端与牙轮底平面相接，或穿设部分牙轮底平面，或穿过牙轮底平面；

22、在牙轮自转时，泥浆沿着排屑槽，自牙轮底平面的内圈向外圈流动，离心力会加速这一进程，这样使牙轮底平面附近的岩屑顺着排屑槽排走，不会在牙轮底平面与牙掌轴根平面之间聚集，从而减轻了牙轮底平面与牙掌轴根平面的磨损，因此，能够解决相关技术中钻头钻进中，井底岩屑不能及时排走，导致牙轮底平面磨损，岩屑易进入轴承密封腔内，导致轴承寿命短的问题。

技术特征：

1.一种具有排屑功能的牙轮，其特征在于，其包括：

2.如权利要求1所述的具有排屑功能的牙轮，其特征在于：

3.如权利要求1所述的具有排屑功能的牙轮，其特征在于：

4.如权利要求1所述的具有排屑功能的牙轮，其特征在于：

5.如权利要求4所述的具有排屑功能的牙轮，其特征在于：

6.如权利要求1所述的具有排屑功能的牙轮，其特征在于：

7.如权利要求1所述的具有排屑功能的牙轮，其特征在于：

8.如权利要求1所述的具有排屑功能的牙轮，其特征在于：

9.如权利要求8所述的具有排屑功能的牙轮，其特征在于：

10.一种混合钻头，其特征在于，其包括：

技术总结本申请涉及石油钻探工具技术领域，特别涉及一种具有排屑功能的牙轮和混合钻头。所述具有排屑功能的牙轮包括牙轮本体和排屑槽，其中牙轮本体包括牙轮底平面和牙轮背锥面，所述牙轮底平面包括内圈和外圈，所述牙轮背锥面沿牙轮底平面的周向与牙轮底平面相接形成牙轮底平面的外圈；排屑槽开设在牙轮背锥面上，所述排屑槽平行于牙轮背锥面径向上的投影长度不小于牙轮背锥面的径向长度。本申请实施例提供一种具有排屑功能的牙轮和混合钻头，以解决相关技术中钻头钻进中，井底岩屑不能及时排走，导致牙轮底平面磨损，岩屑易进入轴承密封腔内，导致轴承寿命短的问题。技术研发人员：樊孝兵,佘运玖,湛蔚,易媛,许友斌受保护的技术使用者：中石化江钻石油机械有限公司技术研发日：20231025技术公布日：2024/6/23