尖齒pdc鉆頭的制作方法
【專利摘要】一種尖齒PDC鉆頭，包括鉆頭基體及其上安裝的主切削齒、保護(hù)齒、保徑齒，所述鉆頭基體為鋼體結(jié)構(gòu)，公稱直徑為127—431.8mm，冠部有2-8個(gè)切削刀翼。在切削刀翼的旁邊設(shè)有4—18個(gè)水眼，水眼與基體內(nèi)部腔體相通。所述主切削齒為尖齒結(jié)構(gòu)，安裝于切削刀翼的上部，保護(hù)齒安裝于每個(gè)切削刀翼最下端一顆主切削齒后，保徑齒安裝于切削刀翼下部，為半圓柱面或半圓形平面結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用尖齒切削方式破開巖層，特別適用于超脆硬耐磨地層的油井開發(fā)，具有有效切削面積小、切削壓強(qiáng)大、進(jìn)給快，可以實(shí)現(xiàn)超硬耐磨地層的高速切削，鉆頭使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，節(jié)約鉆井費(fèi)用等特點(diǎn)，廣泛在鉆井工程中應(yīng)用。
【專利說明】尖齒PDC鉆頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆井工程用PDC鉆頭，特別涉及一種尖齒PDC鉆頭。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的石油鉆井用的PDC鉆頭，其結(jié)構(gòu)一般為圓柱橫齒和圓柱立齒，其切削方式分別為切入式和犁入式。這種結(jié)構(gòu)的PDC石油鉆頭為石油開采鉆井工程作出了貢獻(xiàn)，但其同時(shí)存在著如下的缺點(diǎn)或不足:①圓柱橫齒采用切入方式切削巖石，圓柱橫齒與巖石的接觸面積較大，切削阻力大，不易切入地層，因此易崩碎復(fù)合片。②磨損快，切削效率低，隨著復(fù)合片的磨損，切削面迅速由立體圓角逐漸變成平角，鉆頭切削的面積逐漸增大，切削壓強(qiáng)降低，使進(jìn)給量不斷減小，鉆頭弧頂逐漸變小，使鉆頭很快失去切削能力。③圓柱立齒的金剛石層厚度偏低，使用壽命較短，切削效果差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種尖齒PDC鉆頭，采用鉆頭基體切削刀翼上安裝排列的尖齒形主切削齒和半圓柱面或半圓形平面保徑齒的組合結(jié)構(gòu)，使鉆井切入式和犁入式地層切削方式變?yōu)閳A錐裂巖式切削方式，其與巖層接觸的面積非常小，切削壓強(qiáng)非常大，很容易扎入巖層并將巖層裂開，速度快，效率高，有效地克服或避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)或不足。
[0004]本發(fā)明所述的尖齒PDC鉆頭，包括鉆頭基體及其上安裝的主切削齒、保護(hù)齒、保徑齒，所述鉆頭基體為鋼體結(jié)構(gòu)，公稱直徑為127— 431.8mm，冠部有2_8個(gè)切削刀翼。在切削刀翼的旁邊設(shè)有4一 18個(gè)水眼，水眼于基體內(nèi)部腔體相通。所述主切削齒為尖齒結(jié)構(gòu)，安裝于切削刀翼的上部，保護(hù)齒安裝于每個(gè)切削刀翼最下端一顆主切削齒后，保徑齒安裝于切削刀翼下部，為半圓柱面或半圓形平面結(jié)構(gòu)。
[0005]其中，所述主切削齒采用尖齒，其切削方式為尖齒裂巖的方式進(jìn)行切削。所述基體冠部的切削刀翼為弧線狀，其弧線角α I為0° — 45°，圓角R為O — 90mm。所述切削刀翼上至少安裝有三個(gè)主切削齒，主切削齒的總高h(yuǎn)2為5— 20mm，臺(tái)階高度hi為3 — 18mm，臺(tái)階直徑Φ2為10 — 25mm。所述主切削齒以前傾或后傾的方式安裝于切削刀翼上，其前傾角a2S0° — 20°，后傾角α 3為O— 20°。所述每個(gè)切削刀翼的最下端的一個(gè)主切削齒后安裝有O— I個(gè)保護(hù)齒，其結(jié)構(gòu)為圓柱橫齒。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、尖齒的切削方式是扎入式，由于尖齒非常尖銳，與巖層接觸的面積非常小，其切削壓強(qiáng)非常大，很容易就扎入巖層并將巖層裂開。
[0007]2、主切削齒為尖齒裂巖的切削方式進(jìn)行切削，切削速度快、效率高，一般為橫齒切削速度的2倍以上。
[0008]3、尖齒頂端的體積小，其切削有效面的增大速度明顯降低，鉆井效率高，成本低。
[0009]4、增加了尖齒上端金剛石層的厚度，比圓柱立齒的使用壽命長(zhǎng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為按圖1所示的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為按圖2所示的A-A結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為按圖2所示的B-B結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為按圖2所示的B-B結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為按圖1所示的主切削齒結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]參閱圖1-圖6，一種尖齒PDC鉆頭，包括鉆頭基體I及其上安裝的主切削齒2、保護(hù)齒3、保徑齒4，鉆頭基體I為鋼體結(jié)構(gòu)，公稱直徑為127— 431.8mm，冠部有2_8個(gè)切削刀翼5。在切削刀翼5的旁邊設(shè)有4一 18個(gè)水眼6，水眼與基體內(nèi)部腔體相通。主切削齒2為尖齒結(jié)構(gòu)，安裝于切削刀翼5的上部，保護(hù)齒3安裝于每個(gè)切削刀翼最下端一顆主切削齒2后，保徑齒4安裝于切削刀翼5下部，為半圓柱面或半圓形平面結(jié)構(gòu)。
[0012]主切削齒2采用尖齒，其切削方式為尖齒裂巖的方式進(jìn)行切削?；wI冠部的切削刀翼5為弧線狀，其弧線角α1*0° — 45°，圖中表示為30° ;圓角R為O— 90mm，圖中表示為45mm。切削刀翼5上至少安裝有3個(gè)主切削齒2，主切削齒2的臺(tái)階直徑Φ 2為10—25mm,圖中表示為17mm ;總高h(yuǎn)2為5—20mm,圖中表示為12mm ;臺(tái)階高度hi為3—18mm,圖中表示為11mm。主切削齒2以前傾或后傾的方式安裝于切削刀翼5上，其前傾角a 2為0° -20°，圖中表示為10° ;后傾角a3為0-20°，圖中表示為10°。每個(gè)切削刀翼5的最下端的一個(gè)主切削齒2后安裝有O— I個(gè)保護(hù)齒3，其結(jié)構(gòu)為圓柱橫齒。
【權(quán)利要求】
1.一種尖齒PDC鉆頭，包括鉆頭基體及其上安裝的主切削齒、保護(hù)齒、保徑齒，所述鉆頭基體為鋼體結(jié)構(gòu)，公稱直徑為127— 431.8mm,冠部有2_8個(gè)切削刀翼，在切削刀翼的旁邊設(shè)有4一 18個(gè)水眼，水眼與基體內(nèi)部腔體相通，其特征在于所述主切削齒為尖齒結(jié)構(gòu)，安裝于切削刀翼的上部，保護(hù)齒安裝于每個(gè)切削刀翼最下端一顆主切削齒后，保徑齒安裝于切削刀翼下部，為半圓柱面或半圓形平面結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖齒PDC鉆頭，其特征在于所述主切削齒為尖齒裂巖的切削方式進(jìn)行切削。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖齒PDC鉆頭，其特征在于所述基體冠部的切削刀翼為弧線狀，其弧線角α?為O。一45°，圓角R為O— 90mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖齒PDC鉆頭，其特征在于所述切削刀翼上至少安裝有三個(gè)主切削齒，主切削齒的總高h(yuǎn)2為5 — 20mm，臺(tái)階高度hi為3 — 18mm，臺(tái)階直徑Φ2為10—25mm0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖齒PDC鉆頭，其特征在于所述主切削齒以前傾或后傾的方式安裝于切削刀翼上，其前傾角02為0—20°，后傾角α3為O— 20°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖齒PDC鉆頭，其特征在于所述每個(gè)切削刀翼的最下端的一個(gè)主切削齒后安裝有O— I個(gè)保護(hù)齒，其結(jié)構(gòu)為圓柱橫齒。
【文檔編號(hào)】E21B10/43GK104196458SQ201410423286
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】王克行 申請(qǐng)人:萊州市原野科技有限公司