[實用新型]一種PDC鉆頭

有效

• 申請號: 201320571198.X
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN203420637U
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 程青;高學之;吳昌順;吳寶龍
• 申請（專利權）人: 廊坊市鼎鑫聯拓工貿有限公司
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 曾永珠

技術領域

本實用新型涉及鉆探鉆頭領域，更具體的涉及一種PDC鉆頭。

背景技術

PDC鉆頭是聚晶金剛石復合片鉆頭的簡稱，是石油鉆井行業常用的一種鉆井工具，是用人造聚晶石切削塊嵌于鉆頭胎體而成的一種新型切削型鉆頭。它以鋒利、高耐磨、能自銳的金剛石作為切削元件，從而能夠在低鉆壓下取得高進尺和高鉆速，且安全性更高。在過去幾年間，隨著PDC產品性能的不斷改進，PDC切削齒的質量和類型都發生了巨大的變化，鉆頭的抗沖蝕和抗沖擊能力都大為提高了。除了材料和制造工藝方面的發展以外，PDC產品在切削齒的設計技術和布齒方式上也實現了重大突破。現在，PDC鉆頭已經可被應用于更硬、腐蝕性更強、環境更加多變的地層中。

現有技術中的常規PDC鉆頭在鉆探較硬的地質層時，由于鉆頭和地層相接觸，鉆頭產生較為強烈的渦動和震動。PDC鉆頭長期處于惡劣的工況下，始終處于渦動和震動的工作狀態下，工作狀態極不穩定，易使鉆頭的切削齒遭到損壞，大大的降低了PDC鉆頭胎體的使用壽命和耐用性。

針對提高PDC鉆頭穩定性的研究，已經有了一些成果。中國專利授權公告號為CN2217098的中國專利公開了一種抗回旋PDC鉆頭，在鉆頭冠部有一無PDC切削齒區，側面鑲有一個具有一定包角的光滑保徑塊，防止了鉆頭的回旋運動，實現了動態平衡設計，保證了鉆頭能平穩工作，在一定程度上提高了機械鉆速，延長了鉆頭的使用壽命。

申請號為201220319647.7的中國專利公開了一種石油鉆井PDC鉆頭，該PDC鉆頭包括主刀翼和副刀翼，其結構形狀為阿基米德螺旋線，使鉆頭在垂直井壁的方向上呈現出的力小于直刀翼的情況。減小了鉆頭與井壁的接觸應力，降低了鉆頭發生震動的幾率和震動程度，因而提高了鉆頭的穩定性和抗沖擊能力，可是鉆頭在較硬的地層中平穩鉆進，發揮其機械鉆速快、使用壽命長的優勢，節約了鉆井成本。

上述研究成果雖在一定程度上改善了震動，但效果并不是很明顯，切削齒在與僵硬地表接觸過程中依然受到強烈的沖擊，這一問題急需得到解決。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提出一種工作時穩定性更高，使用壽命更長的PDC鉆頭。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種PDC鉆頭，包括鉆頭基體、刀翼和嵌入于所述刀翼上的切削齒，所述刀翼包括長刀翼和短刀翼；所述長刀翼形成的內錐線與所述鉆頭基體的中心軸線的夾角為75°。

進一步的，所述長刀翼和短刀翼成對設置，并沿所述鉆頭基體徑向交錯分布。

進一步的，所述刀翼上還設置有副切削齒。

本實用新型的有益效果為：本實用新型將長刀翼形成的內錐線與鉆頭基體的中心軸線的夾角由現有的70°改進為75°，使得位于內錐面內的切削齒露出長刀翼部分的高度降低，使鉆頭在工作過程中的穩定性更好；同時，內錐面形成的中心錐面與地層間的間隙較小，當鉆頭震動時，由于切削齒露出長刀翼部分高度降低，鉆頭的基體能夠接觸到井底，抑制鉆頭的震動，更進一步的提高鉆頭工作的穩定性；使用本實用新型中的鉆頭，鉆井速度能提高10%，鉆井進尺量能夠提高5%。

附圖說明

圖1為本實用新型提出的PDC鉆頭的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型提出的PDC鉆頭的整體結構俯視結構示意圖；

圖3為本使用新型提出的PDC鉆頭的長刀翼內錐線與鉆頭基體中心軸線夾角示意圖。

附圖標記：

1、鉆頭基體；2、長刀翼；3、短刀翼；4、切削齒；5、副切削齒；6、內錐線；7、鉆頭基體中心軸線。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式對本實用新型的技術方案進行進一步的詳細說明。

如圖1和圖2所示，為本實用新型提出的PDC鉆頭，包括鉆頭基體1，所述鉆頭基體1上設置有刀翼。刀翼分為長刀翼2和短刀翼3，長刀翼2和短刀翼3成對設置，并沿鉆頭基體1的徑向交錯分布，優選的，刀翼的數量為3對，長刀翼2和短刀翼3的數量各為3個。長刀翼2和短刀翼3上均設置有用于鉆探過程中起切削作用的切削齒4，切削齒4的一側還設置有輔助切削的副切削齒5。