本实用新型涉及机械钻探技术领域，尤其涉及一种牙轮钻头。

背景技术：

牙轮钻头是一种应用非常广泛的钻探钻具，其在钻探岩石时，通过其牙轮自转与岩石间的相互作用力碾压、冲击破碎，达到破坏岩层的目的。为了实现对岩石的破坏，牙轮上具有若干柱齿。从而，在牙轮自转过程中，通过柱齿的切削作用，可将整块的岩石切削成若干小块，并进一步将破碎的岩石排出。

当牙轮钻头应用于较软地层的钻探时，为了与地质环境相适应，需要增加柱齿的出刃高度，以便提高钻井效率。然而，在合金柱齿材料不变的条件下，出刃高度越高，合金柱齿的强度越低，在钻探时，柱齿越容易发生断裂。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种牙轮钻头，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种牙轮钻头，其包括：牙轮、分布于所述牙轮的表面上的若干柱齿；

所述牙轮的表面上开设有若干排屑槽，相邻所述排屑槽之间的凸起上均设置有所述柱齿，任一所述柱齿包括：齿身、第一级切削刃、第二级切削刃；所述第一级切削刃和第二级切削刃自所述齿身的一端凸伸而出，所述第二级切削刃分布于所述第一级切削刃的周侧，所述第一级切削刃的锥角小于任一侧第二级切削刃的锥角，所述第一级切削刃的出刃高度大于所述第二级切削刃的出刃高度，所述凸起形成第三级切削刃。

作为本实用新型的牙轮钻头的改进，所述排屑槽的表面还设置有耐磨合金层。

作为本实用新型的牙轮钻头的改进，所述耐磨合金层由碳化物颗粒所组成。

作为本实用新型的牙轮钻头的改进，所述第一级切削刃具有一级齿顶以及自所述一级齿顶四周朝向所述齿身延伸而出的锥形面，任一侧的第二级切削刃具有二级齿顶以及自所述二级齿顶两侧朝向所述齿身延伸而出的弧形面。

作为本实用新型的牙轮钻头的改进，所述第一级切削刃与所述齿身同轴设置。

作为本实用新型的牙轮钻头的改进，所述第二级切削刃为两个，两个第二级切削刃对称地分布于所述第一级切削刃的两侧。

作为本实用新型的牙轮钻头的改进，所述第二级切削刃的倾斜角度为 0～25°。

作为本实用新型的牙轮钻头的改进，所述齿身、第一级切削刃、第二级切削刃一体成型而成。

作为本实用新型的牙轮钻头的改进，所述牙轮钻头为三牙轮钻头。

作为本实用新型的牙轮钻头的改进，所述柱齿以镶嵌的方式设置于相邻所述排屑槽之间的凸起上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的牙轮钻头的柱齿通过设置两个齿冠，提高了柱齿的切削效率，避免了设计过高的出刃高度。同时，第二级切削刃进一步提高了第一级切削刃的强度，避免了第一级切削刃发生折断。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的牙轮钻头的一具体实施方式的立体示意图；

图2为图1中牙轮的立体放大示意图；

图3为牙轮上柱齿的立体放大示意图；

图4为图3中柱齿的主视图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

如图1和2所示，本实用新型的牙轮钻头包括：牙轮1、分布于所述牙轮1 的表面上的若干柱齿2。优选地，本实用新型的牙轮钻头为三牙轮钻头。

所述牙轮1的表面上开设有若干排屑槽11，相邻所述排屑槽11之间的凸起12上均设置有所述柱齿2。优选地，所述柱齿2以镶嵌的方式设置于相邻所述排屑槽11之间的凸起12上。

通过开设所述排屑槽11，在增加排屑空间和排屑效率的同时，还有利于出刃高度。此外，为了对抗研磨时对牙轮1钻头产生的冲蚀，所述排屑槽11的表面还设置有耐磨合金层。优选地，所述耐磨合金层由碳化物颗粒所组成。

如图3和4所示，任一所述柱齿2包括：齿身21、第一级切削刃22、第二级切削刃23。同时，所述凸起12形成第三级切削刃。从而，所述第一级切削刃22、第二级切削刃23、第三级切削刃形成三级切削结构。

其中，所述第一级切削刃22和第二级切削刃23自所述齿身21的一端凸伸而出，优选地所述齿身21、第一级切削刃22、第二级切削刃23一体成型而成。

如此，提高了柱齿2的切削效率，避免了设计过高的出刃高度。同时，第二级切削刃23进一步提高了第一级切削刃22的强度，避免了第一级切削刃22发生折断。

具体地，所述第一级切削刃22与所述齿身21同轴设置。所述第二级切削刃23分布于所述第一级切削刃22的周侧，在一个实施方式中，所述第二级切削刃为两个，两个第二级切削刃23对称地分布于所述第一级切削刃22的两侧。

所述第一级切削刃22具有一级齿顶以及自所述一级齿顶四周朝向所述齿身 21延伸而出的锥形面。其中，所述第一级切削刃22的锥角为A，出刃高度为 H4。任一侧的第二级切削刃23具有二级齿顶以及自所述二级齿顶两侧朝向所述齿身21延伸而出的弧形面，所述第二级切削刃23的锥角为B，出刃高度为为 H5。锥角A小于锥角B，同时出刃高度H4大于出刃高度H5。

特别地，当第二级切削刃23的倾斜角度为0°时，所述第二级切削刃23的侧面与齿身21的侧面共面。当第二级切削刃23的倾斜角度为25°时，所述第二级切削刃23的侧面与齿身21的侧面具有25°的夹角。

综上所述，本实用新型的牙轮钻头的柱齿通过设置两个齿冠，提高了柱齿的切削效率，避免了设计过高的出刃高度。同时，第二级切削刃进一步提高了第一级切削刃的强度，避免了第一级切削刃发生折断。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。