[實用新型]薄壁胎體鉆頭

有效

• 申請號: 201020142323.1
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN201786266U
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 饒巖巖;劉偉;杜向東
• 申請（專利權）人: 成都百施特金剛石鉆頭有限公司
• 主分類號: E21B10/60
• 分類號: E21B10/60
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙培訓

技術領域

本實用新型涉及石油氣鉆探開采領域，更具體地說，涉及在石油氣的鉆探開采過程中用于處理井下事故進行套銑的一種薄壁胎體鉆頭。?

背景技術

在油氣井的鉆孔、完井和修井中，通常利用具有與井下結構相作用的耐磨工作型面的鉆具在井眼中執行井下作業。在執行這些操作期間，鉆頭的工作型面部分受到非常大的作用力和應力，例如對安裝在鉆頭下部的銑削部分來說，其通常會受到周圍作用面的牽拉，并受到與其相連的驅動部的扭矩的作用。這樣其在鉆頭芯體所傳遞的扭矩和周圍工作面的作用下而易于開裂或者從鉆頭芯體上脫落下來。從而造成套銑失效。?

另一種情況為，在鉆頭下部具有耐磨工作型面部分的鉆頭的制作過程中，在其燒結冷卻過程中，由于鉆頭芯體與工作型面部分因其所用材料不同而存在熱膨脹系數差異，因此，工作型面部分很容易被鉆頭芯體拉裂，或者由于應力的作用而與鉆頭芯體相剝離，而使得該鉆頭無法再有效使用。?

例如，附圖1中顯示了現有技術中的一種上述類型的薄壁胎體鉆頭，其中，由鋼芯制成的鉆頭芯體3通過常規焊接方式(圖中顯示了焊縫2)與套銑管1相連，另外，該套銑管1還通過螺紋接合部7與鉆頭芯體相連而保持二者之間的連接，采用螺紋連接的目的是保證鋼芯的對中。厚度變薄的鉆頭芯體下部與作為工作型面的胎體外包層4燒結在一起。稱作“鉆井泥漿”的鉆井流體通過流道6經由鉆柱泵(未顯示)送到鉆頭以潤滑和冷卻鉆頭，并將將鉆頭產生的巖屑通過泥漿?的循環輸送至地面。?

圖1中所示的鉆頭除具有上述的胎體外包層在冷卻燒結過程中在鉆頭芯體上產生拉裂或剝離，或者在鉆頭使用過程中從鉆頭芯體上脫落下來這樣的缺陷之外，還具有如下缺陷，即由于由鋼芯制成的鉆頭芯體與套銑管之間采用螺紋連接，這樣使得該螺紋接合部的鋼芯與沒有螺紋的情況相比相對較薄。在鉆頭工作過程中，由于套銑管傳遞到鋼芯上的扭矩是相當大的，因此，該螺紋接合部的抗扭剛度與沒有螺紋接合部時的情況相比，現有技術中的鉆頭易于在該部分處產生鋼芯斷裂。?

因此，本實用新型的目的即為提供一種能夠消除上述缺陷的薄壁胎體鉆頭，其增大了整個鉆頭的抗扭強度，且使得工作型面部分能夠牢固地與鉆頭芯體相連，而不會在燒結過程中或受到較大周圍作用力的工作過程中產生開裂或從鉆頭芯體上脫落下來。?

實用新型內容

上述目的是通過下述技術方案實現的。?

在本實用新型中，圓筒形的套銑管下端與圓筒形的鉆頭芯體上端之間僅采用焊接的方式進行連接并通過焊縫將扭矩傳遞給鉆頭芯體，且套銑管的內壁、外壁與鉆頭芯體的內壁、外壁相齊平，優選的情況為，二者之間的焊縫為梯形焊縫。鉆頭芯體的下部厚度變薄，與鉆頭芯體采用不同材料制成的胎體外包層(其在鉆頭使用過程中形成工作型面部分)包覆鉆頭芯體下部的該厚度變薄部分而燒結為一體，在與鉆頭芯體下部邊緣相靠近的位置處設置有連通結構，其使處于鉆頭芯體內側和外側的胎體外包層相連。這樣使得胎體外包層與其所包覆的鉆頭芯體完全形成為一體，從而避免了應力的產生，且增大了胎體外包層的抗扭剛度而使其不會從鉆頭芯體上脫落下來。?

優選的情況為，所述鉆頭芯體由鋼制成，而所述胎體外包層由耐磨金屬合金制成。?

優選的情況為，所述連通結構由沿鉆頭體的周向以相等的間隔布?置的多個相應的連通孔形成。?

優選的情況為，所述連通結構由布置在所述鉆頭芯體下端部上且在該下端部的下邊緣處開口的貫通應力槽形成，這些貫通應力槽在鉆頭體的周向上以相等的間隔設置。這樣使得所述胎體外包層不但包覆所述鉆頭芯體的變薄的下端部，而且還部分地嵌入該下端部中，這樣避免了應力的產生，并使二者更好地形成為一體。?

優選的情況為，在所述鉆頭芯體下端部上沿周向同時布置連通孔和貫通應力槽，所述連通孔之間以相等的間隔布置，而所述貫通應力槽之間也以相等的間隔布置，所述貫通應力槽在鉆頭芯體下端部的下邊緣處開口。?

附圖說明

圖1所示為現有技術中的薄壁胎體鉆頭的結構剖視圖；?

圖2所示為本申請薄壁胎體鉆頭的結構剖視圖；?

圖3所示為本申請薄壁胎體鉆頭沿連通孔中心線所作的截面圖，圖中顯示了連通孔在厚度變薄的鉆頭芯體下部的分布情況，其中的連通孔可采用在鉆頭芯體下邊緣開口的貫通應力槽替代(為簡化本申請的描述，此處未對僅采用貫通應力槽的情況進行顯示)；?

圖4顯示了在厚度變薄的鉆頭芯體下部上既設置連通孔又設置應力槽的情況，其中的連通孔與應力槽沿周向布置在鉆頭芯體下部上。?

具體實施方式