一种三牙轮钻头的排屑结构.pdf

本实用新型涉及一种石油、矿山、地质钻探领域使用的三牙轮钻头，尤其涉及三牙轮钻头的排屑结构。包括三个联接成一体的牙掌和安设在牙掌下端的牙轮，牙掌上部外侧设有喷嘴座，喷嘴座中安装喷嘴，其不同之处在于在喷嘴座外侧设置排屑导流槽。所述的排屑导流槽沿牙轮右上方向偏转，偏转角α为30°-90°。本实用新型的有益效果在于：利用喷嘴喷射的射流作用，在泥浆上返量最大的喷嘴座外廓设置排屑导流槽，起到对泥浆上返的导流导向和加速引流的作用，使三牙轮钻头的排屑性能得到显著的提高，从而有效减少重复破碎，提高钻头机械钻速和破岩效率。

1.  一种三牙轮钻头的排屑结构，包括三个联接成一体的的牙掌和安设在牙掌下端的牙轮，牙掌上部外侧设有喷嘴座，喷嘴座中安装喷嘴，其特征在于在在喷嘴座外侧设置排屑导流槽。

2.  按权利要求1所述的三牙轮钻头的排屑结构，其特征在于所述的排屑导流槽沿牙轮右上方向偏转，偏转角α为30°～90°。

3.  按权利要求1或2所述的三牙轮钻头的排屑结构，其特征在于所述的排屑导流槽的宽度为10～150mm。

4.  按权利要求3所述的三牙轮钻头的排屑结构，其特征在于排屑导流槽呈下宽上窄形，上端槽宽A小于下端槽宽B，由下至上成梯度收缩，上下槽宽比A/B为0.5～1。

5.  按权利要求2所述的三牙轮钻头的排屑结构，其特征在于所述的排屑导流槽偏转角α为45°～75°。

6.  按权利要求3所述的三牙轮钻头的排屑结构，其特征在于所述的排屑导流槽的槽深为宽度的1/4～1/10。

一种三牙轮钻头的排屑结构
技术领域
本实用新型涉及一种石油、矿山、地质钻探领域使用的三牙轮钻头，尤其涉及三牙轮钻头的排屑结构。
背景技术
三牙轮钻头由牙轮、牙掌、喷嘴等组成，牙轮安装在牙掌下端的轴颈上，牙掌上部焊接成一体构成钻头体，喷嘴设置在钻头体周向外侧的喷嘴座上，钻井泥浆通过喷嘴喷向井底，清洗牙轮和井底；钻头体外廓与井眼形成环形排屑空间，井底泥浆携带岩屑经过环形排屑空间上返到地面。
现有的三牙轮钻头外廓的环形排屑空间设置还不尽合理，上返通道仅占井底投影面积的8％左右，且缺乏导流导向结构，导致泥浆上返不通畅，影响井底清洗效果；井底岩屑不能及时上返，会造成重复破碎，降低钻井速度，同时也加速了牙掌、牙轮的磨损。
根据流体动力学计算和实验分析，井底泥浆大部分从喷嘴座鼓包和钻头体掌背之间的通道上返，但该通道的导向效能有限，从而影响三牙轮钻头的排屑和钻井功率。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而设计一种排屑性能更好的三牙轮钻头的排屑结构。
本实用新型由以下技术方案来实现：包括三个联接成一体的的牙掌2和安设在牙掌下端的牙轮3，牙掌上部外侧设有喷嘴座6，喷嘴座6中安装喷嘴5，其不同之处在于在喷嘴座外侧设置排屑导流槽。
按上述方案，所述的排屑导流槽沿牙轮右上方向偏转，偏转角α为30°～90°。
按上述方案，所述的排屑导流槽的宽度为10～150mm；导向结构可不等宽，呈下宽上窄形，上下宽度比为0.5～1。
本实用新型的有益效果在于：利用喷嘴喷射的射流作用，在泥浆上返量最大的喷嘴座外廓设置排屑导流槽，起到对泥浆上返的导流导向和加速引流的作用，使三牙轮钻头的排屑性能得到显著的提高，从而有效减少重复破碎，提高钻头机械钻速和破岩效率。
附图说明
图1为现有三牙轮钻头的结构图。
图2为本实用新型一个实施例正视结构图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。三牙轮钻头包括三个联接成一体的的牙掌2和安设在牙掌下端轴颈上的牙轮3，牙轮上安设牙齿4，牙掌2上部外侧的钻头体上周向设有三个喷嘴座6，喷嘴座6中安装喷嘴5，钻头体上端设置连接螺纹1，与钻杆联接，喷嘴喷口朝下，泥浆通过喷嘴5喷向井底，然后经过环形空间上返。主要的上返通道为喷嘴座6及通道7，在喷嘴座6外廓设置排屑导流槽，排屑导流槽呈螺旋槽状，旋向为右旋(与牙轮旋转方向相反)，偏转角α为45°～75°，排屑导流槽的宽度为10～150mm，根据牙轮规格大小确定，排屑导流槽的槽深可为宽度的1/4～1/10；排屑导流槽呈下宽上窄形，上端槽宽A小于下端槽宽B，由下至上成梯度收缩，上下槽宽比A/B为0.5～1。本实施例中，α为75°，排屑导流槽的宽度为70mm，上下槽宽比A/B为1，槽深为13mm，在钻头实验台架上进行实验，实验结果排屑率较常规钻头提高16.6％。