用于调节混合式钻头上的牙轮轮廓的系统和方法.pdf

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1、10申请公布号CN103261559A43申请公布日20130821CN103261559ACN103261559A21申请号201180060512122申请日2011092212/939,36720101104USE21B10/00200601E21B10/1420060171申请人贝克休斯公司地址美国得克萨斯72发明人DQ恩圭延AF扎赫拉德尼克RC佩斯塞尔MP布莱克曼RD布拉德肖SA扬RD麦克考密克S阿南达姆皮莱MS达姆施恩RJ巴斯克74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人赵培训54发明名称用于调节混合式钻头上的牙轮轮廓的系统和方法57摘要公开了一种地钻钻头（。

2、11），通过使用根据宽松的制造公差范围制成的部件，在成品公差范围内将该钻头（11）设计成具有特定性能。可以这样来组装该钻头从多个预制巴掌中选择巴掌（17）；从多个预制钻头体中选择钻头体（13），该钻头体具有用于接收巴掌的狭槽（123）；将巴掌放置在狭槽内；以及，通过将一个或更多个垫片（200）放置在巴掌和狭槽之间，在成品公差范围内将巴掌固定在狭槽内。可使用垫片来调节巴掌相对于狭槽的轴向位置、径向位置和/或周向位置。根据制造公差选择或制造钻头体，保证在没有垫片的情况下钻头将不满足规格要求。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2013061786PCT申请的申请数据PCT/US2011/05。

3、27632011092287PCT申请的公布数据WO2012/060937EN2012051051INTCL权利要求书1页说明书7页附图9页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页附图9页10申请公布号CN103261559ACN103261559A1/1页21一种组装地钻钻头的方法，用于通过使用根据制造公差制成的部件来组装地钻钻头，以相对于成品钻头的所需攻击性而言可达到成品公差要求；该方法包括以下步骤从多个预制巴掌中选择一个或更多个巴掌；从多个预制钻头体中选择钻头体，该钻头体具有用于接收巴掌的狭槽，该狭槽具有轴向壁、径向壁、以及至少一个周向壁；将巴掌放置在狭槽。

4、内；以及通过将一个或更多个垫片放置在巴掌和狭槽的至少一个壁之间来将巴掌固定在狭槽内，以在成品公差范围内达到所需的攻击性要求。2根据权利要求1的方法，还包括步骤将巴掌和垫片焊接到钻头体上。3根据权利要求1的方法，还包括步骤将巴掌和垫片栓接到钻头体上。4根据权利要求1的方法，还包括步骤选择一些垫片以使地钻钻头在成品公差范围内。5根据权利要求1的方法，还包括步骤选择垫片的厚度以使地钻钻头在成品公差范围内。6根据权利要求1的方法，其中，垫片调节巴掌相对于狭槽的轴向位置，从而调节与巴掌相关联的牙轮切削元件相对于固定到钻头体的刮刀上的固定切削元件的轴向位置。7根据权利要求1的方法，其中，垫片调节巴掌相对于。

5、狭槽的周向位置。8根据权利要求1的方法，其中，选择巴掌和钻头体以使巴掌不全部占满狭槽。9根据权利要求1的方法，其中，根据制造公差将钻头体制造成保证狭槽将不满足所需的攻击性要求。10根据权利要求1的方法，其中，根据制造公差将巴掌制造成保证巴掌将不满足所需的攻击性要求。11一种地钻钻头，通过使用根据宽松的制造公差制成的部件，在成品公差范围内将该钻头设计成可达到特定的攻击性要求；该钻头包括一个或更多个巴掌；钻头体，其具有刮刀和用于接收巴掌的狭槽；以及一个或更多个垫片，所述一个或更多个垫片位于巴掌和狭槽之间以将巴掌固定在狭槽内，以达到成品公差要求。12根据权利要求11的钻头，其中，巴掌和垫片焊接到钻头。

6、体上。13根据权利要求11的钻头，其中，巴掌和垫片栓接到钻头体上。14根据权利要求11的钻头，其中，选择一些垫片以使地钻钻头在成品公差范围内。15根据权利要求11的钻头，其中，选择垫片厚度以使地钻钻头在成品公差范围内。16根据权利要求11的钻头，其中，垫片调节巴掌相对于狭槽的轴向位置，从而调节与巴掌相关联的牙轮切削元件相对于固定到刮刀上的固定切削元件的轴向位置。17根据权利要求11的钻头，其中，垫片调节巴掌相对于狭槽的周向位置。18根据权利要求11的钻头，其中，巴掌没有全部占满狭槽。19根据权利要求11的钻头，其中，根据制造公差，狭槽不满足所需的攻击性要求。20根据权利要求11的钻头，其中，根。

7、据制造公差，巴掌不满足所需的攻击性要求。权利要求书CN103261559A1/7页3用于调节混合式钻头上的牙轮轮廓的系统和方法0001优先权请求0002本申请请求享有美国专利申请NO12/939,367号的优先权，该专利申请的申请日为2010年11月4日。上述参照的专利申请引入文中作为参考。0003关于联邦政府资助的研究或开发项目的声明0004不适用0005参考附录0006不适用技术领域0007本发明通常涉及地钻钻头，具体而言，涉及组合有滚动牙轮和固定刀具及切削元件的钻头，以及利用此种钻头进行钻进的方法。背景技术0008美国专利NO3,294,186公开了使用镍垫片来钎焊牙轮钻头部件。0009。

8、美国专利NO3,907,191公开了一种“旋转式牙轮钻头”，其由许多单一部分构造而成。每个单一部分包括两个分离的表面和一个切削计量面。这些单一部分相互靠近，相邻部分的分离表面相互邻接。环规位于这些部分周围，这些单一部分可相对彼此移动以使各单一部分的分离表面抵靠着相邻部分的分离表面滑动。这些部分移动，直到这些部分的切削计量面接触环规为止，从而确保成品钻头将具有所需的计量尺寸。这些部分的分离表面的主要部分焊接在一起。0010美国专利NO5,439,067公开了一种用于形成孔眼的“旋转式牙轮钻头”，该钻头具有整体式钻头体，钻头体具有下部分和上部分，下部分具有凸起的外表面，所述上部分适于连接到钻柱上。。

9、优选地，一些支撑臂连接到钻头体上并从钻头体悬垂。每个支撑臂具有内表面和外表面，内表面上连接有轴。每个轴相对于相连的支撑臂大体上向下和向内突出。一些锥状牙轮钻头组件（其数量与支撑臂的数量相等）安装在每个轴上。支撑臂在钻头体外部上隔开，以增加钻头体下部分和支撑臂之间的流体流量。另外，选择支撑臂的长度以增加相连的牙轮组件和钻头体下部分之间的流体流量。可让同一钻头体与具有不同保径的不同旋转式牙轮钻头一起使用。0011美国专利NO5,439,068公开了一种用于形成孔眼的“旋转式牙轮钻头”，该钻头具有整体式钻头体，钻头体具有下部分和上部分，下部分具有凸起的外表面，调节上部分适于连接到钻柱上。该钻头基本上。

10、绕钻头体的中心轴线旋转。优选地，一些支撑臂连接到形成在钻头体上的凹部处并从凹部处悬垂。每个支撑臂具有内表面和外表面，内表面上连接有轴。每个轴相对于相连的支撑臂的纵轴线和钻头体的中心轴线基本上向下和向内突出。一些牙轮组件（其数量与支撑臂的数量相等）分别安装在每个轴上。可选择每个支撑臂之间的间距、支撑臂的长度和宽度尺寸，以增加安装在各支撑臂上牙轮组件和钻头体下部分之间的流体流量。在每个支撑臂中优选设置润滑剂储槽以将润滑剂输送给一个或更多个轴承说明书CN103261559A2/7页4组件，所述轴承组件设置在每个牙轮组件和与其相连的轴之间。在制造最终钻头期间，可使用适配孔和杆、或适配键槽和键来将每个支。

11、撑臂的一部分定位和对准在相连的凹部内。0012美国专利NO5,595,255公开了一种用于形成孔眼的“旋转式牙轮钻头”，该钻头具有钻头体，钻头体具有上端部分，该上端部分适于连接到钻柱上。钻头绕主体的中心轴旋转。优选地，一些支撑臂从钻头体伸展。支撑臂可被形成为钻头体的整体部件或连接到钻头体外部的凹部，凹部的尺寸被设计为适于容纳相连的支撑臂。每个支撑臂具有下部分，该下部分具有内侧面、连接到其上的轴以及牙爪尖外表面。每个轴相对于与其相连的支撑臂基本上向下和向内突出。一些牙轮组件（其数量与支撑臂数量相等）分别安装在轴上。颈部凸起区域设置在靠近相联的轴的每个支撑臂的下部分上，以增加支撑臂和各相应牙轮组件。

12、之间的流体流量。0013美国专利NO5,606,895公开了一种“旋转式牙轮钻头”，该钻头具有整体式钻头体，该钻头体具有下部分和上部分，下部分具有凸状外表面，该上部分适于连接到钻柱上。该钻头基本上绕钻头体的中心轴旋转以形成孔眼。优选地，一些支撑臂连接到形成在钻头体上的凹部上并从凹部悬垂。钻头体和支撑臂相互配合，以减小最初的制造成本、并可改造旧的钻头。每个支撑臂具有内表面和牙爪尖外表面，内表面上连接有轴。每个轴相对于相连的支撑臂的纵轴线和钻头体的中心轴线基本上向下和向内突出。一些牙轮组件（其数量与支撑臂的数量相等）分别安装在各轴上。选择支撑臂在相连的钻头体的圆周上的径向间距、以及各支撑臂的长度和。

13、宽度尺寸，以增加安装在各支撑臂上的牙轮组件和钻头体的下部分之间的流体流量。最终形成的钻头体可增加流体流量、增加密封件和轴承的使用寿命、提高井下性能及制造和设计程序的标准化。0014美国专利NO5,624,002公开了一种“旋转式牙轮钻头”，该钻头具有整体式钻头体，该钻头体具有下部分和上部分，下部分具有凸状外表面，该上部分适于连接到钻柱上。该钻头基本上绕其中心轴旋转以形成孔眼。优选地，一些支撑臂连接到形成在钻头体上的凹部上并从凹部悬垂。钻头体和支撑臂相互配合，以减小最初的制造成本、并可改造旧的钻头。每个支撑臂具有内表面和牙爪尖外表面，内表面上连接有轴。每个轴相对于相连的支撑臂的纵轴线和钻头体的中。

14、心轴线基本上向下和向内突出。一些牙轮组件（其数量与支撑臂的数量相等）分别安装在各轴上。选择支撑臂在相联的钻头体的圆周上的径向间距、以及各支撑臂的长度和宽度尺寸，以增加安装在各支撑臂上的牙轮组件和钻头体的下部分之间的流体流量。最终形成的钻头体增加了流体流量、增加了密封件和轴承的使用寿命、提高了井下性能及制造和设计程序的标准化。0015美国外观设计专利NOD372,253显示了用于模块化钻头的支撑臂和旋转牙轮。0016在文中公开并提供相关技术知识的发明涉及改进的混合式钻头，该钻头组合有滚动牙轮和固定刀具以及切削元件。发明内容0017在文中公开并提供相关技术知识的发明涉及地钻钻头及其组装方法，通过使。

15、用根据宽松的制造公差而制成的部件，在成品公差范围内将该钻头设计成具有特殊性能。可通过如下方式来组装该钻头从多个预制巴掌中选择一个或更多个巴掌；从多个预制钻头体中选择钻头体，该钻头体具有用于接收巴掌的狭槽；将巴掌放置在狭槽内；以及，通过将一说明书CN103261559A3/7页5个或更多个垫片放置在巴掌和狭槽之间，在成品公差范围内将巴掌固定在所述狭槽内。巴掌和垫片可焊接或栓接到钻头体中。可选择垫片的数量和/或厚度以使地钻钻头在成品公差范围内。可使用垫片来调节巴掌相对于狭槽的轴向位置、径向位置、和/或周向位置，从而调节与巴掌相连的牙轮切削元件相对于固定到钻头体的刮刀上的固定切削元件的位置。可选择或。

16、制造巴掌和钻头体，以使巴掌不全部占满狭槽。例如，根据制造公差将钻头体制造成在没有垫片的情况下确保钻头将不满足规格要求。另外，或可供选择地，根据制造公差将巴掌制造成在没有垫片的情况下确保巴掌将不满足性能规格。附图说明0018图1是底视图，示出了根据本发明制成的混合式地钻钻头的实施例；0019图2是侧视图，示出了根据本发明制成的、图1所示的混合式地钻钻头的实施例；0020图3是分解图，示出了根据本发明制成的、图1所示的混合式地钻钻头的另一实施例；0021图4是图3所示的地钻钻头的一部分的截面图，示出了根据本发明的轴向狭槽的结构；0022图5是复合的旋转侧视图，示出了根据本发明制成的、图1所示的混合。

17、式地钻钻头；0023图6是简化的侧视图，示出了根据本发明制成的、图1所示的混合式地钻钻头；0024图7是简化的截面图，示出了根据本发明制成的、图1所示的混合式地钻钻头；0025图8是另一简化的侧视图，示出了根据本发明制成的、图1所示的混合式地钻钻头；0026图9是图表，示出了牙轮切削元件相对于固定切削元件位于不同的相对位置时的钻头性能。具体实施方式0027上述附图以及下面对具体结构和功能的书面描述没有限制申请人的发明创造范围或所附权利要求书的范围。提供这些附图和书面描述旨在提供相关技术知识，能让本领域的任何普通技术人员利用和使用本专利所要保护的发明创造内容。本领域的普通技术人员将能理解到，为简。

18、洁和便于理解起见，没有描述和示出本发明的工业实施方案的所有特征。本领域的普通技术人员也将能理解到，实际的工业实施方案组合了本发明的许多方面，要形成实际的工业实施方案需要考虑许多实施特定决策来达到开发者为实现工业实施方案的最终目标。这些实施特定决策包括遵从与系统相关、与商业相关、与政府相关的约束条件和其他约束条件，但是并不局限于此，这些决策可随着具体实施方案、位置和时间而改变。尽管在绝对意义上说实现开发者的目标所需付出的努力工作是复杂和耗时的，但是，对于从本公开内容获益的本领域普通技术人员来说，这些努力工作是常规任务。必须理解为，文中公开了本发明以提供相关技术知识，但是本发明可进行许多和各种改进。

19、，可采用许多和各种替换形式。最后，使用的单数术语（如，“一”，但不局限于此）并没有限制结构的数量。另外，为清楚起见，书面说明中使用的关系术语，如，“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上”、“下”、“侧”及类似术语（但不局限于此）在附图中用具体标记表示，并没有限制本发明或所说明书CN103261559A4/7页6附权利要求书的范围。0028申请者已经发明创造了一种地钻钻头及其组装方法，通过使用在宽松的制造公差范围内制造而成的部件，在成品公差范围内将该钻头设计成具有特定性能。可以这样来组装钻头从多个预制巴掌中选择一个或更多个巴掌；从多个预制钻头体中选择钻头体，该钻头体具有用于接收巴掌的狭槽；将巴。

20、掌放置在狭槽中；以及，通过将一个或更多个垫片放置在巴掌和狭槽之间，在成品公差范围内使巴掌固定在狭槽内。巴掌和垫片可焊接或栓接到钻头体中。可选择垫片的数量和/或厚度以使地钻钻头在成品公差范围内。可使用垫片来调节巴掌相对于狭槽的轴向位置、径向位置、和/或周向位置，从而调节与巴掌相关联的牙轮切削元件相对于固定到钻头体的刮刀上的固定切削元件的位置。可选择或生产巴掌和钻头体，使巴掌不将全部占满狭槽。例如，根据制造公差将钻头体制造成，在没有垫片的情况下可保证钻头将不符合规格要求。另外，或可供选择地，根据制造公差将巴掌制造成，在没有垫片的情况下可保证巴掌将不符合规格要求。0029参照图12，公开了一种模块化。

21、的混合式地钻钻头的示例性实施例。钻头11可类似于美国专利申请公开NO20090272582和/或NO20080296068中所示的结构，这两篇专利文献引入在文中作为特殊参考。钻头11包括钻头体13，钻头体13具有纵轴线15，该纵轴线界定钻头体13的轴向中心。多个（例如，示出两个）牙轮钻头巴掌或头部17在轴向方向上平行于纵轴线15从钻头体13伸展。因为巴掌17环绕钻头体13固定，因而巴掌也可从钻头体13径向突出。钻头体13还具有多个在轴向上伸展的固定刮刀19。0030滚动牙轮21安装到各对应牙轮钻头巴掌17上。每个滚动牙轮21的形状和位置被设置为，使滚动牙轮21的每个表面与轴向中心15在径向上间。

22、隔最小的径向间距23。多个滚动牙轮切削插入件或切削元件25安装到滚动牙轮21上，并与轴向中心15在径向上间隔最小的径向间距27。所述最小的径向间距23、27可根据应用场合变化，可根据不同的牙轮而变化，和/或根据不同切削元件而变化。0031另外，多个固定切削元件31安装到固定刮刀19上。至少一个固定切削元件31可位于钻头体13的轴向中心15上，适于切削位于轴向中心上的地层。在一个实施例中，该至少一个固定切削元件31位于轴向中心的大致0040英寸范围内。滚动牙轮切削元件25和固定切削元件31的实例包括碳化钨插入件、超硬材料（如，多晶金刚石）制成的刀具、以及对于本领域普通技术人员公知的其他元件。00。

23、32图3和4示出了根据本发明制成的钻头的模块化方面。图3是拆开的钻头的不同部件的分解图。图3所示的示例性实施例是三牙轮、三刮刀钻头。本发明的模块化结构原理同样适用于图1和2所示的两牙轮、两刮刀钻头11、以及以任何方式组合固定刮刀和滚动牙轮的混合式钻头中。0033如图所示，钻头111包括杆部分或部件113，该杆部分的上部区域刻有螺纹或以其他方式被构造成可连接到钻柱上。基本上为圆柱形的接收部115形成在杆部分113的下部区域。接收部115接收钻头体部分119的上部区域上的相应形状和尺寸的圆柱形部分117。通过将钻头体部分119的上部区域上的圆柱形部分117插入位于杆部分113的下部区域中的圆柱形接。

24、收部115中，从而将杆部分113和钻头体部分119连接在一起。对于十二又四分之一（121/4）英寸的所示钻头而言，所述接收部是2级阴螺纹，其与钻头体部分的上部区域的适配阳螺纹接合。然后连续地进行环缝或圆焊缝堆焊以将两部分或区域固定在一起。说明书CN103261559A5/7页7接收部115和上部区域的圆柱形部分117不需要是圆柱形，可以是能让它们适配在一起的其他形状，或它们能依靠焊接点滑动或松动配合以达到一定强度。可供选择地，通过钻头体部分119的上部区域的圆柱形部分和接收部115之间的紧配合来强化这种连接。也可通过在周围进行点焊、和/或满焊来形成焊缝，从而强化这种连接。0034钻头巴掌或钻头。

25、头部121（在图3所示的三牙轮钻头的实施例中示出三个巴掌）容纳在轴向伸展的狭槽123中（每个巴掌或头部121分别容纳在一个狭槽123中）。如图4更详细所示，狭槽123是燕尾形（巴掌121的形状与其相对应），从而，巴掌121仅能轴向滑动，能阻止巴掌121从狭槽123中径向移出。多个（四个）螺栓127和垫片将每个巴掌121固定在狭槽123中，以防止巴掌121轴向运动和从狭槽123中移出。滚动牙轮125固定在轴承上，该轴承通过球形锁定和密封组件129与每个巴掌121连接。螺栓127贯穿巴掌121上的孔，该孔可以是伸长的和/或尺寸过大，以让巴掌121在狭槽123内轴向和/或径向定位，从而可选择每个滚动。

26、牙轮上的切削元件的相对突出量。润滑剂补充组件131也支撑在每个巴掌121中而将润滑剂输送给轴承组件，并在钻井操作期间补偿润滑剂中的压力变化。至少一个喷嘴133容纳并固定在钻头体部分119中，以引导钻井液流从钻头111内部流到最靠近钻头牙轮和刮刀的选定位置上。0035图4是钻头体119的局部截面图，示出了狭槽123的结构。如前所述，狭槽123具有一对相邻的相对侧135，它们朝对方倾斜而形成为锐角的夹角（从竖向上来看），以界定燕尾形状结构。第三侧将两相对侧135连接起来，第三侧可以是弯曲或平坦的。直线凹槽137形成在第三侧内部，以让钻头巴掌和钻头体之间另外再接合。如上所述，使钻头巴掌121具有相应。

27、的形状，从而，一旦巴掌121与狭槽组装在一起，除了通过轴向力以外，可阻止钻头巴掌121从狭槽123中移出。优选地，对于十二又四分之一（121/4）英寸的所示钻头而言，狭槽123的最宽位置的宽度大致为3880英寸，两相对侧135大致倾斜15度，从而，两相对侧汇聚而界定大致为30度的夹角。凹槽137的宽度大致为1880英寸，深度大致为0385英寸。钻头巴掌121的相应表面的尺寸与上述尺寸相类似，但要比相应所述尺寸小介于0005英寸至0010英寸之间的值，以滑动或松动装配在狭槽内。能采用紧配合来提高强度，但牺牲了组装容易的优点。螺纹盲孔或孔口139形成在钻头体119中以接收每个紧固件或螺栓127（图。

28、3）。可供选择地，狭槽的相对侧135可以是“笔直的”，但是这种结构不会和“燕尾形”结构一样坚固，会让螺栓127受到过大压力。0036如图5所示，牙轮切削元件25和固定切削元件31组合在一起界定切削轮廓41，该切削轮廓相对于中心轴线从轴向中心15向径向最外周43伸展。在一个实施例中，仅固定切削元件31在轴中心15和径向最外周43处形成切削轮廓41。但是，在轴向中心15和径向最外周43之间，牙轮切削元件25与固定切削元件31重叠在切削轮廓41上。牙轮切削元件25被构造为在切削轮廓41的前端45和肩状部分47位置上进行切削，前端45是轮廓的前缘部分（即，位于轴向中心15和肩状部分47之间），面向井孔。

29、壁且靠近径向最外周43。0037因而，牙轮切削元件25和固定切削元件31组合在一起界定位于上述前端45和肩状部分47上的共同的切削面51（图2），公知的是，所述前端和肩状部分是固定刀片钻头轮廓的最脆弱部分。切削面51位于混合式钻头11的轴向远端处。在一个实施例中，每个牙轮切削元件25和每个固定切削元件31中的至少一个在切削面51处以基本相等的尺寸在轴向方向上延伸。在一个实施例中，即使它们轴向对准，它们也相互径向偏离。但是，不要求说明书CN103261559A6/7页8最远端切削元件25、31之间轴向对准，从而，切削元件25、31在最远端位置时，它们可轴向间隔相当大的距离。例如，牙轮切削元件25。

30、或固定切削元件31可延伸至切削面51之外，或完全不延伸至切削面51。换句话说，牙轮切削元件25可延伸至切削面51，而固定切削元件31轴向偏离切削面51。0038例如，假定由于刮刀19与钻头体13组合于一体而将固定切削元件31固定，那么就希望能控制巴掌17的轴向和/或径向位置，从而控制牙轮切削元件25相对于固定切削元件31和/或切削轮廓41的轴向和/或径向位置。如图6，7和8所示，本发明通过使用垫片200能实现这种能力。0039更具体而言，一个或更多个垫片200可放置在任何或所有狭槽123中，位于巴掌17和钻头体13中的狭槽123的轴向壁150之间，以调节牙轮切削元件25相对于固定切削元件31和。

31、/或切削轮廓41的轴向位置，如图6所示。另外，或可供选择地，一个或更多个垫片200可放置在任何或所有狭槽123中，位于巴掌17和钻头体13中的狭槽123的径向壁155之间，以调节牙轮切削元件25相对于固定切削元件31和/或切削轮廓41的径向位置，如图7所示。另外，或可供选择地，一个或更多个垫片200可放置在任何或所有狭槽123中，位于巴掌17和钻头体13中的狭槽123的周向壁160或相对侧135之间，以调节钻头11相对于狭槽123的周向位置或外周周围的位置、调节牙轮切削元件25相对于固定切削元件31和/或切削轮廓41的周向位置或外周周围的位置，如图8所示。0040如图所示，垫片200可具有两个。

32、平行的相反表面，使巴掌17能基本上平行于钻头体13、轴线15和/或狭槽123的壁150，155定位。可供选择地，两相反表面可沿垫片200的长度收敛和/或扩散，从而，可控制巴掌17和钻头体13、轴线15、和/或狭槽123的壁150、155之间的角度。垫片200优选地沿狭槽123的壁135、150、155、160的整个长度范围伸展，但是，根据需要垫片的长度可更长或更短。0041垫片200的厚度优选为0003英寸至0005英寸。但是，垫片200的厚度可以在0003英寸至0015英寸之间。例如，垫片200的厚度可在0005英寸至0015英寸之间。可供选择地，垫片200的厚度可在0010英寸至0015英。

33、寸。垫片200还可包括孔，如位于巴掌121上的孔，可让螺栓127贯穿其中。所述孔可以是伸长的，以调节其相对于螺栓127的位置。可供选择地，孔可以是圆形的，从而相对于螺栓固定其位置。在这种情况下，垫片200可相对于钻头体13固定，但是仍允许巴掌17相对于钻头体13移动。0042另外，不是将巴掌16栓接到主体13上，而是将巴掌17焊接、钎焊或以其他方式固定到钻头体13上。在这种情况下，垫片200可起到焊接、硬焊或其他过程中的填料的作用。在某些实施例中，可单独将每个垫片200焊接在合适位置上，可根据需要一个接一个地将垫片焊接就位和/或将一个垫片焊接在另一个垫片顶部上，之后，将巴掌17焊接到垫片200。

34、上和/或焊接到在垫片200上形成的焊缝上。0043在任何情况下，能看出是如何使用垫片200来满足相对宽松的制造公差要求，但仍能让成品钻头11满足相对紧的成品公差要求的。如果部件是根据实际的任何制造公差制成，可选择满足给定成品公差要求所需的垫片200的数量和/或厚度来达到上述目的。为了进一步保证这种能力，狭槽123的尺寸可以过大，即，比最终所需的对应尺寸更长、更宽和/或更深；巴掌17的尺寸可以过小，即，比最终所需的对应尺寸更小、更窄和/或更浅，从而可产生过大的空间让更多和/或更厚的垫片200占据或容纳。说明书CN103261559A7/7页90044垫片200可在大致十分之一英寸的范围内（或者，。

35、甚至在八分之一英寸的范围内）调节轴向位置、径向位置和/或周向位置。例如，根据目前的制造能力，大多数钻头似乎需要0020英寸至0030英寸范围内的调节。但是，可以考虑其他调节范围，如，0010英寸至0075英寸的调节范围、0020英寸至0030英寸的调节范围、0010英寸至0050英寸的调节范围、0020英寸至0050英寸的调节范围、或0015英寸至0030英寸的调节范围。另外，一个钻头11的各位置要求不同的调节范围，使轴向位置的调节量与周向位置的调节量不同，等等。0045以这种方式，如图9所示，本发明可根据目前的制造公差微调钻头11的性能，否则就不能微调牙轮切削元件25相对于固定切削元件31和。

36、/或切削轮廓41的轴向位置、径向位置和/或周向位置。所述性能具体为钻进速度（ROP）、攻击性、耐久性和/或其他性能指标。例如，当牙轮切削元件25比固定切削元件31更靠前、在固定切削元件前方或比固定切削元件更深，或相对于固定切削元件来说暴露过多，那么最终的钻头11应该攻击性更小、钻进速度更低，但更耐久。另一方面，如果固定切削元件31比牙轮切削元件25更靠前、位于牙轮切削元件前方或比牙轮切削元件更深，或相对于牙轮切削元件来说暴露过多；或者，如果牙轮切削元件25比固定切削元件31更靠后、或相对于固定切削元件来说暴露得不充分，那么最终的钻头应该攻击性更强、钻进速度更高，但是耐久性更差。这些位置关系尺寸。

37、相对细微，通常大致在十分之一英寸范围内，或者在某些情况下在八分之一英寸范围内，总之，因而会超出通常可达到的制造公差范围。通过本发明的垫片200可以实现对钻头11的性能特性的这种微调。0046通过使用垫片200也能预组装多个钻头，而不需要在被组装的钻头等待被焊接时用昂贵和复杂的夹具来固定该钻头。就这点而言，可先组装巴掌17和垫片200，然后，将它们栓接在一起和/或在进行最终焊接之前对它们进行点焊。0047在不违背本发明的实质的情况下，可使用本发明的上述一个或更多个方面来设计其他和另外的实施例。例如，也可沿狭槽123的任一壁使用垫片200，以适于单独调节轴向位置、径向位置或周向位置、或任何组合位置。

38、。另外，本发明的不同方法和具体实施例可相互组合，形成所公开的方法和具体实施例的变形形式。对单个元件的描述包括复数元件，反之亦然。0048方法步骤可以按照各种顺序执行，除非文中另有限制。文中所述的各个步骤可与其他步骤组合，可将所述步骤插入其中、和/或分成多个步骤。类似地，已经功能性地描述了一些元件，这些元件可以包括各个单独的元件、或可以与具有多功能的元件组合。0049已经根据优选实施例和其他实施例描述了本发明，但并没有描述本发明的所有实施例。本领域的普通技术人员能对所述实施例进行明显的改进和改变。公开和未公开的实施例并没有限制或限定申请人所构思的本发明的范围或适用范围，相反地，在遵守专利法的情况。

39、下，申请人努力充分保护所有这些改变和改进形式，这些改变和改进形式落入下面的权利要求书的等同形式的范围或范畴内。说明书CN103261559A1/9页10图1说明书附图CN103261559A102/9页11图2说明书附图CN103261559A113/9页12图3说明书附图CN103261559A124/9页13图4说明书附图CN103261559A135/9页14图5说明书附图CN103261559A146/9页15图6说明书附图CN103261559A157/9页16图7说明书附图CN103261559A168/9页17图8说明书附图CN103261559A179/9页18图9说明书附图CN103261559A18。