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一种单牙轮钻头水力结构
    本实用新型涉及一种用于石油、矿山及地质钻探的单牙轮钻头的水力结构。

    单牙轮钻头的水力系统在钻凿破碎岩层时将起十分重要的辅助钻削作用。在现有单牙轮钻头的水力系统结构中已设计有上水眼和下水眼，其中下水眼位于牙轮回转中心的下端，上水眼设置在牙掌对应于牙轮上方的部位，起清洗牙轮的作用，以改善牙轮的钻削性能。然而，现有单牙轮钻头水力结构中的上水眼流道和下水眼流道均被设计在牙掌对称中心平面内，即位于一个平面内，这样，使用时将导致上水眼喷射出的泥浆和下水眼喷射出的泥浆处于相交状态，在相交区域，由于射流的相交干扰，泥浆的喷射能量被削弱，这不仅降低了泥浆的清洗、破岩能力，而且会影响井底流场的形成，妨碍井底岩屑的排出，导致井底岩石重复破碎，从而影响牙轮钻头的钻凿性能。

    本实用新型的目的旨在针对上述现有技术存在的不足而设计出一种具备有良好清洗与破岩能力的单牙轮钻头水力结构。

    本实用新型的目的由以下的技术方案来实现：包括牙掌1和安设在牙掌下端地牙轮5，牙掌内设有上水眼流道11和下水眼流道10，下水眼流道中心线位于牙掌对称中心平面8内，其不同之处在于上水眼流道11沿牙掌下方一侧偏转，与牙掌对称中心平面形成夹角φ，夹角φ的取值范围为0°＜φ＜45°。

    本实用新型的积极效果在于：由于上水眼流道的偏转，使上、下水眼流道不在一个平面内，因而避免了上水眼喷射出的泥浆和下水眼喷射出的泥浆处于相交干扰状态，这样，就能使下水眼喷射出的泥浆能起到更好的破岩排屑作用，而上水眼则可在清洗和冷却牙轮方面起更有效的作用，同时这样的水力结构系统，也更易形成良好的井底流场，以便于并底岩屑的排出，从而有效地提高钻头的钻凿破岩性能，并使单牙轮钻头的使用寿命延长，钻井的综合成本下降。

    图1为本实用新型一个实施例的立体图。

    图2为本实用新型一个实施例中牙掌的俯视图。

    图3为牙掌沿对称中心平面剖切的剖视图。

    图4为图3中的B-B剖视图。

    图5为图2中的D-D展开剖视图。

    图6为图3中的F-F剖视图。

    图7为本实用新型一个实施例牙轮的正视图。

    以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例，单牙轮钻头由牙掌1和牙轮5构成，牙轮安设在牙掌下端的牙掌轴7上(工作状态牙轮向下)，在牙掌内开设有上水眼流道11和下水眼流道10，下水眼流道中心线位于牙掌的对称中心平面8内，下水眼流道自上而下至牙掌轴处弯折与牙掌轴下端的下水眼6相贯通，上水眼流道11设置在牙掌的上中部，其中心线沿牙掌下方一侧偏转，与牙掌的对称中心平面形成夹角φ，即使上、下水眼流道不设置在一个平面内，夹角φ的取值范围为0°＜φ＜45°，通常为5°＜φ＜30°，上水眼流道的上端与主流道9相接，上水眼流道的下端与上水眼2相通，上水眼开设在牙掌对应牙轮上方的部位，向一侧偏置，使上、下水眼的喷射方向相互错开，同时斜向清洗球形牙轮5上的牙齿4，为了与上水眼斜向清洗牙轮牙齿的性能相配置，有助于球状牙轮上排屑槽上返岩屑，形成规则的井底流场，在球状牙轮5的外圆周上开设有斜向的排屑槽3，该排屑槽可周向等分开设，排屑槽与牙轮中心线平行母线的夹角γ为：0°＜γ＜45°，通常γ为10-25°，排屑槽沿牙轮旋转的反方向偏转，当牙轮旋转方向向右时，排屑槽的旋向为左，上水眼向右下侧偏转，以形成更协调的牙轮水力结构系统。