[實(shí)用新型]等磨削側(cè)向力平衡鉆頭

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820014720.3
• 申請(qǐng)日: 2008-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201258690Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 叢春艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 叢春艷
• 主分類號(hào): E21B10/46
• 分類號(hào): E21B10/46
• 代理公司: 盤錦遼河專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 孫景友

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及油田鉆井破巖工具，尤其是適用于軟至中硬地層破巖用的一種等磨削側(cè)向力平衡鉆頭。

背景技術(shù)：

PDC鉆頭(pocycry?stauine?Diamdnd?Compact)是二十世紀(jì)八十年代在石油鉆井工作中大量使用的一種破巖工具，其破巖方式主要是切削，而切削元件聚晶金剛石復(fù)合片(簡(jiǎn)稱PDC)，由于具有耐磨度高，自銳性好等特點(diǎn)在軟至中硬地層中具有效率高，機(jī)械鉆速快，井下工作壽命長(zhǎng)、安全等優(yōu)點(diǎn)，在石油鉆井中得到了廣泛的應(yīng)用。大量現(xiàn)場(chǎng)使用證明PDC鉆頭失效的主要由如下兩種原因引起：1.作用在鉆頭上每個(gè)切削齒的側(cè)向載荷力過(guò)大易產(chǎn)生過(guò)大沖擊載荷，其沖擊載荷超過(guò)聚晶金剛石層與硬質(zhì)合金金屬承托層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，切削齒就會(huì)崩裂而損壞，使PDC鉆頭失效，2.分布在PDC鉆頭上的某一個(gè)切削齒的破巖體積大于其他切削齒破巖體積時(shí)，由于齒的切削量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致該齒過(guò)早損壞，繼而改變了相鄰的工作狀態(tài)，導(dǎo)致整只鉆頭失效。

實(shí)用新型內(nèi)容：

本實(shí)用新型的目的便是為了克服上述缺點(diǎn)，而提供的一種等磨削側(cè)向力平衡鉆頭(PDC鉆頭)該鉆頭的設(shè)計(jì)充分考慮到切削齒在工作時(shí)的切削面積，然后對(duì)鉆頭上方的切削齒軸線與鉆頭軸線夾角，切削齒空間位置中心距等軸線進(jìn)行合理的布置，使之鉆頭在工作中具有破巖效率高，耐磨性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，工作安全特點(diǎn)。

技術(shù)方案

為完成上述目的提出的任務(wù)，本實(shí)用新型是由鉆頭胎體、鉆頭鋼芯、多個(gè)復(fù)合片切削齒、水眼、刀翼組成；所述的復(fù)合片切削齒成圓柱狀，頂部表層部分為聚晶金剛石層，下部為硬質(zhì)合金層，上下層之間通過(guò)高溫高壓制而成，并用銀焊固定在鉆頭體上；所述的多個(gè)復(fù)合片切削齒在鉆頭胎體刀翼上設(shè)有Q1-Q2-Q3-Q4-Q5方向角，其夾角值大小按切削齒側(cè)向力平衡度≦2％確定；多個(gè)復(fù)合片切削齒附近中心距：R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9的數(shù)值不同，決定著復(fù)合片切削巖層體積的多少。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的特點(diǎn)：由于本實(shí)用新型在制造時(shí)，根據(jù)復(fù)合片切削齒的切削地層面積和體積使其與實(shí)際工作狀態(tài)相符，然后計(jì)算各個(gè)切削齒在鉆頭上對(duì)各種巖性切削能力，最后通過(guò)調(diào)整切削齒的方位角達(dá)到最佳側(cè)向合力平衡，另外鉆頭選擇了鉆頭冠部形狀為拋物線型，雙錐形或短錐形使得切削齒的大小和數(shù)量以及在空間位置，中心距軸線與鉆頭軸線夾角均與實(shí)際巖性切削面積、體積相一致，因此在使用中鉆頭具有耐沖擊，載荷量大，而磨耗低，切削能力強(qiáng)：切削齒使用壽命長(zhǎng)，使用安全等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型底面仰視圖。

圖2是圖1A-0-A剖面示意圖。

圖3是復(fù)合片切削面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

本實(shí)用新型由以下實(shí)施例給出，下面結(jié)合附圖予以說(shuō)明：在圖中，由1、鉆頭胎體，2、鉆頭鋼芯，3、復(fù)合片切削齒，4、水眼，5、聚晶金剛石層，6、硬質(zhì)合金層，7、刀翼組成。

圖2中，鉆頭胎體1與鉆頭鋼芯燒結(jié)相固定，鉆頭體通過(guò)螺紋與鉆頭接頭相連接(圖未畫(huà))，圖1中：復(fù)合片切削齒3，坐落在鉆頭胎體1的凹槽內(nèi)，整個(gè)胎體上面分為若干個(gè)刀翼7(本圖為5個(gè)刀翼)，刀翼中心夾角由側(cè)向力平衡來(lái)確定，鉆頭胎體上鉆有水眼4，水眼與鉆頭胎體中心線夾角在10-30度之間，每個(gè)刀翼7的凹槽內(nèi)采用焊接方法固定有復(fù)合片切削齒3，該復(fù)合切削齒3呈短圓柱狀(圖3)上部表面為聚晶金剛石層5，下部為硬質(zhì)合金層6，上下之間經(jīng)高溫，高壓壓制后再用銀焊方法固定在鉆頭上面，安裝時(shí)刀翼上的數(shù)個(gè)復(fù)合片切削齒3按照Q1、Q2、Q3、Q4、Q5方位角布置，該角大小是根據(jù)切削齒3側(cè)向合力平衡度≦2％來(lái)確定的。復(fù)合片切削齒中心距R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9的數(shù)值不同決定著復(fù)合切削片切削地層的面積多少。