[發(fā)明專利]尖齒PDC鉆頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410423286.4
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104196458A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王克行
• 申請（專利權(quán)）人: 萊州市原野科技有限公司
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43
• 代理公司: 東營雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 李夫壽

技術(shù)領(lǐng)域

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)

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，但其同時存在著如下的缺點或不足：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，切削壓強降低，使進給量不斷減小，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

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)中存在的缺點或不足。

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個切削刀翼。在切削刀翼的旁邊設(shè)有4—18個水眼，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，保護齒安裝于每個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)。

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行切削。所述基體冠部的切削刀翼為弧線狀，其弧線角α1為0°—45°，圓角R為0—90mm。所述切削刀翼上至少安裝有三個主切削齒，主切削齒的總高h2為5—20mm，臺階高度h1為3—18mm，臺階直徑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α2為0°—20°，后傾角α3為0—20°。所述每個切削刀翼的最下端的一個主切削齒后安裝有0—1個保護齒，其結(jié)構(gòu)為圓柱橫齒。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點：

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，其切削壓強非常大，很容易就扎入巖層并將巖層裂開。

2、主切削齒為尖齒裂巖的切削方式進行切削，切削速度快、效率高，一般為橫齒切削速度的2倍以上。

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。

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。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種實施例結(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。

具體實施方式

參閱圖1-圖6，一種尖齒PDC鉆頭，包括鉆頭基體1及其上安裝的主切削齒2、保護齒3、保徑齒4，鉆頭基體1為鋼體結(jié)構(gòu)，公稱直徑為127—431.8mm，冠部有2-8個切削刀翼5。在切削刀翼5的旁邊設(shè)有4—18個水眼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，保護齒3安裝于每個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)。

主切削齒2采用尖齒，其切削方式為尖齒裂巖的方式進行切削。基體1冠部的切削刀翼5為弧線狀，其弧線角α1為0°—45°，圖中表示為30°；圓角R為0—90mm，圖中表示為45mm。切削刀翼5上至少安裝有3個主切削齒2，主切削齒2的臺階直徑φ2為10—25mm，圖中表示為17mm；總高h2為5—20mm，圖中表示為12mm；臺階高度h1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α2為0°-20°，圖中表示為10°；后傾角α3為0-20°，圖中表示為10°。每個切削刀翼5的最下端的一個主切削齒2后安裝有0—1個保護齒3，其結(jié)構(gòu)為圓柱橫齒。