一种具有滚动齿的水力冲击钻头制造技术

一种具有滚动齿的水力冲击钻头，它包括转盘轨道、钻头体、螺旋叶片1号、转盘、限流盘、冲击锤、弹簧、螺旋叶片2号、直杆、中空腔体、滚动齿、链条、连接齿轮、钻头、凸起、空心锥形齿轮、密封圈、水眼、切削齿、轴承、小齿轮、大齿轮、锥形齿。本发明专利技术通过旋转滚动齿，减少热量和磨损，延长钻头寿命，安装冲击工具，提高钻井效率。

【技术实现步骤摘要】
一种具有滚动齿的水力冲击钻头
本专利技术涉及钻井工程
，具体涉及一种具有滚动齿的水力冲击钻头。
技术介绍
随着油气钻井向深层开发，深部地层岩石可钻性差，导致机械钻速降低、工具磨损增大、钻井成本增加。关于硬地层钻进问题日益突出，高效破岩技术成为目前的研究热点，破岩效率的好坏，将决定钻井工程的最终收益。目前，冲击旋转钻井技术是解决硬地层钻速慢难题的有效方法之一，并且冲击旋转钻头在现场试验中被证实了可以提高钻井效率，不需要额外的能量损耗，因此逐渐成为了深井提速的重要工具，但易受钻井液性能的影响，而且钻头的固定刀具边缘部分与地层啮合会受到机械和热效应的影响，易造成切削齿的磨损和剥落，导致钻头的使用寿命降低。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种具有滚动齿的水力冲击钻头，这种水力冲击钻头用于解决随着钻井深度增加而产生的切削齿热磨损加剧，钻井效率低、成本较高等问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种水力冲击钻头包括转盘轨道、钻头体、螺旋叶片1号、转盘、限流盘、冲击锤、弹簧、螺旋叶片2号、直杆、中空腔体、滚动齿、链条、连接齿轮、钻头、凸起、空心锥形齿轮、密封圈、水眼、切削齿、轴承、小齿轮、大齿轮、锥形齿。钻头体内腔安装转盘轨道，转盘嵌于转盘轨道内，转盘上端连接螺旋叶片1号，转盘下端与限流盘相接触，限流盘外壁具有凸起且固定在转盘轨道上；冲击锤头部安装在钻头体内腔且位于限流盘下方，冲击锤尾部穿过弹簧伸入到中空腔体内，并穿出钻头，中空腔体安装在钻头体内部并位于钻头上方，弹簧上端和冲击锤头部相连，弹簧下端与中空腔体相连，中空腔体内部安装螺旋叶片2号，螺旋叶片2号通过直杆连接密封圈和锥形齿并伸入到钻头内部，锥形齿与连接齿轮相对应，连接齿轮与链条相接，链条连接滚动齿。上述方案中钻头体内腔、中空腔体内部与水眼形成钻井液通道。上述方案滚动齿前端设置切削齿，滚动齿中间段安装轴承，滚动齿尾端设置小齿轮；连接齿轮前端安装锥形齿，连接齿轮尾端设置大齿轮。上述方案旋转叶片2号沿中空腔体周向均匀设置。上述方案链条连接同方向全部滚动齿。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：1.本专利技术通过冲击、重力和弹力的相互作用，使冲击锤产生很好的上下运动，提速效果明显。2.本专利技术通过水力驱动螺旋叶片，给装置提供动力，节约能源，降低钻井成本。3.本专利技术通过滚动切削齿确保切削齿边缘与地层接触的部分不断刷新，以保持锋利的时间更长，从而提高耐久性。4.本专利技术结构简单，成本低廉，易于在油田现场推广使用。附图说明：图1是本专利技术的整体剖面示意图。图2是本专利技术的整体结构示意图。图3是本专利技术的限流盘剖面示意图。图4是本专利技术的螺旋叶片2号与弹簧结构示意图。图5是本专利技术的整体部分剖面示意图。图6是本专利技术中旋转叶片2号与直杆示意图。图7是本专利技术的滚动齿结构示意图。图8是本专利技术的连接齿轮结构示意图。图中：1.转盘轨道；2.钻头体；3.螺旋叶片1号；4.转盘；5.限流盘；6.冲击锤；7.弹簧；8.螺旋叶片2号；9.直杆；10.中空腔体；11.滚动齿；12.链条；13.连接齿轮；14.钻头；15.凸起；16.空心锥形齿轮；17.密封圈18.水眼；19.切削齿；20.轴承；21.小齿轮；22.大齿轮；23.锥形齿。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：结合图1-图8所示，一种具有滚动齿的水力冲击钻头，其特征在于：这种水力冲击钻头包括转盘轨道1、钻头体2、螺旋叶片1号3、转盘4、限流盘5、冲击锤6、弹簧7、螺旋叶片2号8、直杆9、中空腔体10、滚动齿11、链条12、连接齿轮13、钻头14、凸起15、空心锥形齿轮16、密封圈17、水眼18、切削齿19、轴承20、小齿轮21、大齿轮22、锥形齿23，钻头体2内腔安装转盘轨道，转盘4嵌于转盘轨道1内，转盘4上端连接螺旋叶片1号3，转盘4下端与限流盘5相接触，限流盘5外壁具有凸起且固定在转盘轨道1上，转盘4与限流盘5之间的空间差会使钻井液形成液压柱，液压柱冲击冲击锤6；冲击锤6头部安装在钻头体2内腔且位于限流盘5下方，冲击锤6尾部穿过弹簧7伸入到中空腔体10内，并穿出钻头14与地层接触，中空腔体10安装在钻头体2内部并位于钻头14上方，弹簧7上端和冲击锤6头部相连，弹簧7下端与中空腔体10相连，中空腔体10内部安装螺旋叶片2号8，螺旋叶片2号8通过直杆9连接密封圈16和锥形齿22并伸入到钻头14内部，密封圈16防止钻井液进入钻头14内部，锥形齿22与连接齿轮13相对应，连接齿轮13与链条12相接，链条12连接滚动齿11。本实施方式中钻头体2内腔、中空腔体10内部与水眼17形成钻井液通道；滚动齿11前端设置切削齿，滚动齿11中间段安装轴承19，滚动齿11尾端设置小齿轮20；连接齿轮13前端安装锥形齿22，连接齿轮13尾端设置大齿轮21；旋转叶片2号8沿中空腔体10周向均匀设置；链条12连接同方向上全部滚动齿11。操作时，当钻井液从上而下流动时，首先带动旋转叶片1号3旋转，转盘4连接旋转叶片1号3在转盘导轨1内转动，因为限流盘5固定在转盘导轨上，所以转盘4旋转时会与限流盘5形成一定的空间差，钻井液流过限流盘5后形成液压柱，液压柱冲击冲击锤6，冲击锤6在水击作用和重力的作用下加速下行，下行一定程度后冲击锤6与钻头体2内壁分离，钻井液流出，冲击锤6在弹簧的作用下上行，因此冲击锤6会形成上下的往复运动。钻井液流出钻头体2内壁后会流入中空腔体10内部，之后带动旋转叶片2号8旋转，旋转叶片2号8通过下方直杆带动空心锥形齿轮16转动，连接齿轮13与空心锥形齿轮16同步旋转，链条12通过连接齿轮带动的同时会使滚动齿11进行同步滚动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有滚动齿的水力冲击钻头，其特征在于：这种水力冲击钻头包括转盘轨道（1）、钻头体（2）、螺旋叶片1号（3）、转盘（4）、限流盘（5）、冲击锤（6）、弹簧（7）、螺旋叶片2号（8）、直杆（9）、中空腔体（10）、滚动齿（11）、链条（12）、连接齿轮（13）、钻头（14）、凸起（15）、空心锥形齿轮（16）、密封圈（17）、水眼（18）、切削齿（19）、轴承（20）、小齿轮（21）、大齿轮（22）、锥形齿（23）；钻头体（2）内腔安装转盘轨道，转盘（4）嵌于转盘轨道（1）内，转盘（4）上端连接螺旋叶片1号（3），转盘（4）下端与限流盘（5）相接触，限流盘（5）外壁具有凸起且固定在转盘轨道（1）上；冲击锤（6）头部安装在钻头体（2）内腔且位于限流盘（5）下方，冲击锤（6）尾部穿过弹簧（7）伸入到中空腔体（10）内，并穿出钻头（14），中空腔体（10）安装在钻头体（2）内部并位于钻头（14）上方，弹簧（7）上端和冲击锤（6）头部相连，弹簧（7）下端与中空腔体（10）相连，中空腔体（10）内部安装螺旋叶片2号（8），螺旋叶片2号（8）通过直杆（9）连接密封圈（16）和锥形齿（22）并伸入到钻头（14）内部，锥形齿（22）与连接齿轮（13）相对应，连接齿轮（13）与链条（12）相接，链条（12）连接滚动齿（11）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有滚动齿的水力冲击钻头，其特征在于：这种水力冲击钻头包括转盘轨道（1）、钻头体（2）、螺旋叶片1号（3）、转盘（4）、限流盘（5）、冲击锤（6）、弹簧（7）、螺旋叶片2号（8）、直杆（9）、中空腔体（10）、滚动齿（11）、链条（12）、连接齿轮（13）、钻头（14）、凸起（15）、空心锥形齿轮（16）、密封圈（17）、水眼（18）、切削齿（19）、轴承（20）、小齿轮（21）、大齿轮（22）、锥形齿（23）；钻头体（2）内腔安装转盘轨道，转盘（4）嵌于转盘轨道（1）内，转盘（4）上端连接螺旋叶片1号（3），转盘（4）下端与限流盘（5）相接触，限流盘（5）外壁具有凸起且固定在转盘轨道（1）上；冲击锤（6）头部安装在钻头体（2）内腔且位于限流盘（5）下方，冲击锤（6）尾部穿过弹簧（7）伸入到中空腔体（10）内，并穿出钻头（14），中空腔体（10）安装在钻头体（2）内部并位于钻头（14）上方，弹簧（7）上端和冲击锤（6）头部相连，弹簧（7）下端与中空腔体（10）相连，中空腔体（10）内部安装螺旋叶片2号（8），...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘一，刘亚鹏，杨双春，李沼萱，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21