[實用新型]雙環式階梯齒形復合片鉆頭

有效

• 申請號: 201020251372.9
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN201857898U
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 要二倉;張富蘭;楊愛軍
• 申請（專利權）人: 核工業二〇八大隊
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本實用新型屬于鉆探工藝領域，具體涉及一種復合片鉆頭。

背景技術

浸砂巖型鈾礦致密泥巖中含有較多石英、鈣質成分，其粒度很細，結構緊密，表現為一般切削具很難切入，即使切入，其切入深度也很小，切入后由于細顆粒的研磨，很快將切削刃口磨鈍，表現為打滑不進尺。再加之致密泥巖具有高彈性，切削具壓入泥巖后產生的變形被泥巖的彈性變形所抵消，切削具向前移動時，所產生的變形很快恢復正常，現場把這種泥巖地層形象地稱為“橡皮層”。致密泥巖的鉆進效率低一直是地質、煤炭、石油系統的鉆進難題，針對這一技術問題，國內外重點研究開發了聚晶金剛石復合片(PDC)鉆頭的鉆探工藝，但仍存在復合片掉片、斷裂、切削刃口很快磨鈍等問題，仍未能從根本上提高鉆進效率，近年來開始研究用齒形PDC(將圓片狀PDC切割成鋸齒狀PDC)復合片鉆頭鉆進致密泥巖地層。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種鉆進速度高、能夠避免巖心堵塞，有效防止鉆孔縮徑和巖心膨脹的、耐磨、壽命長、鉆進平穩的雙環式階梯齒形復合片鉆頭。

本實用新型的技術方案如下：

一種雙環式階梯齒形復合片鉆頭，鉆頭體為筒狀，所述鉆頭體上設有圓臺，鉆頭體頂端設有階梯齒形，呈雙環狀排列，階梯齒形上設有齒形復合片。

在上述雙環式階梯齒形復合片鉆頭中：齒形復合片的出刃為全出刃，鑲焊角取5°～15°。

在上述雙環式階梯齒形復合片鉆頭中：鉆頭體頂端設有8組階梯齒形，16片齒形復合片。

本實用新型的有益效果在于：鉆頭體為筒狀，其水口寬大，加速孔底巖粉上升速度，保證孔底清潔，減少孔內阻力，在刻取巖石時孔底呈階梯狀，有利于導向和破碎巖石，從而提高鉆進速度。底水口、外水槽、內水槽水路空間大，排粉通暢，避免巖心堵塞，泥包鉆頭和燒鉆，有效防止鉆孔縮徑和巖心膨脹。雙環階梯齒形復合片鉆頭(平均小時效率3.31m/h)比普通圓片狀復合片鉆頭(平均小時效率2.65m/h)在致密泥巖地層的鉆進效率提高25％，加快了鉆探進度，降低了鉆探成本。具有耐磨、壽命長、鉆進平穩的性能。

附圖說明

圖1為雙環式階梯齒形復合片鉆頭結構示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖中：1鉆頭體；2齒形復合片；3螺紋；4圓臺；5階梯齒形。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1所示，本雙環式階梯齒形復合片鉆頭的鉆頭體1為筒狀，下端的外壁上加工有螺紋3，螺紋3上方加工成圓臺4，在鉆頭體1的上端的圓周上加工有階梯齒形5，呈雙環狀排列，階梯齒形5上安裝有齒形復合片2，齒形復合片2的出刃為全出刃，鑲焊角取15°。

整個雙環式階梯齒形復合片鉆頭上共有八組階梯齒形5，共有十六片齒形復合片2，每2個為一組安裝在階梯齒形5，呈雙環狀排列。從復合片性能和鉆頭結構參數方面設計泥巖復合片鉆頭，齒形復合片2應具有高耐磨性、高抗沖擊韌性、高熱穩定性；選用齒形復合片2組數較多，設計的齒形復合片的鉆頭為Φ110mm雙環式階梯齒形復合片鉆頭。

在試驗前要保持鉆孔干凈，以防止鉆頭下入孔內時損壞復合片。鉆頭要排隊使用，外徑先大后小；內徑先小后大。鉆頭下到孔底后應先輕壓、慢轉、大泵量鉆進0.10～0.20m后，方可轉為正常鉆進。鉆進過程中若進尺加快應及時加大泵量，若進尺變慢亦應及時調小泵量，這樣可隨時掌握和控制PDC鉆頭在鉆進中的最大時效。

本實用新型主要用于致密泥巖地層鉆探，使用方法參照硬質合金鉆進技術。