[實用新型]三刀翼聚晶金剛石復合片鉆頭

有效

• 申請號: 201420425403.6
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN203961801U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 王鄭玉;林守國
• 申請（專利權）人: 大慶天瑞機械制造有限公司
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43;E21B10/55;E21B10/60
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 孫淑榮

技術領域

本實用新型涉及油田鉆探工具領域，具體涉及三刀翼聚晶金剛石復合片鉆頭。

背景技術

聚晶金剛石復合片鉆頭由鋼制胎體、碳化鎢燒結層和排布在碳化鎢燒結層上的金剛石復合片組成，金剛石復合片在鉆頭冠部的布齒及齒的密度直徑影響鉆頭的性能，一般規律是低密度多刀翼布齒，低密度布齒主要用于油田比較堅硬的地層中，適合這樣地層的金剛石鉆頭一般為四刀翼以上35-40個刀齒，由于刀翼多，阻力大，在松軟地層中鉆進速度慢，在低密度布齒在遇到地下3400米以下的堅硬地層時鉆進仍然存在布齒密度不夠鉆進速度慢的問題。

發明內容

為了克服背景技術中的不足，本實用新型提出三刀翼聚晶金剛石復合片鉆頭解決上述問題。

本實用新型的技術方案是：三刀翼聚晶金剛石復合片鉆頭，包括鉆頭本體，鉆頭本體的半圓球狀的鉆頭冠部上延伸出三個均勻分布的刀翼，每個刀翼由四個Φ19mm×13mm和四個Φ13mm×8mm聚晶金剛石復合片組成，其中由三個Φ13mm×8mm聚晶金剛石復合片組成保徑刃，由兩個Φ13mm×8mm和一個Φ19mm×13mm聚晶金剛石復合片組成擴孔刃，由三個Φ19mm×13mm聚晶金剛石復合片組成切削刃，由兩個Φ19mm×13mm聚晶金剛石復合片組成開孔刃；保徑刃的聚晶金剛石復合片外圓輪廓為圓柱型，其外圓尺寸為鉆頭公稱直徑，擴孔刃的聚晶金剛石復合片組成的輪廓為圓錐形，其錐度母線與保徑刃的角度a呈8～10°角，切削刃的聚晶金剛石復合片組成的外輪廓與鉆頭中心線的角度b呈43～46°角，開孔刃的聚晶金剛石復合片組成的外輪廓與鉆頭中心線的角度c呈-30～-35°角；在每個擴孔刃與切削刃交叉部位的內側設有一個噴嘴，每個切削刃與開孔刃交叉部位的內側設有一個噴嘴。

本實用新型具有如下有益效果：三刀翼大密度布齒的結構使得刀翼在鉆進的過程中鉆進速度快且排泥順暢，其中，切削刃和開孔刃在地層中起到主要的切削任務，在地層硬度不高的時候，開孔和切削鉆進主要是大聚晶金剛石復合片起作用，由于擴孔刃的錐度很小，擴孔刃的小聚晶金剛石復合片起輔助作用，鉆進速度快且穩定，在地層硬度很高時，鉆進速度下降，所有的聚晶金剛石復合片均起到各自的開孔、切削、擴孔和保徑的作用，使得各個階段的工作由專職的聚晶金剛石復合片負責，提高聚晶金剛石復合片的使用率，保證鉆進速度和質量，擴孔刃的設計還可以提高鉆進的對心度，也保證了各個聚晶金剛石復合片的磨損程度一致，延長鉆頭使用壽命。

附圖說明：

附圖1是本實用新型的結構示意圖；

附圖2是附圖1的局部立面圖。

圖中1-鉆頭本體，2-噴嘴，3-刀翼，4-Φ13mm×8mm聚晶金剛石復合片，5-保徑刃，6-角度a，7-擴孔刃，8-Φ19mm×13mm聚晶金剛石復合片,9-切削刃，10-角度b，11-開孔刃，12-角度c。

具體實施方式：

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

由圖1結合圖2所示，三刀翼聚晶金剛石復合片鉆頭，包括鉆頭本體1，鉆頭本體1的半圓球狀的鉆頭冠部上延伸出三個均勻分布的刀翼3，每個刀翼3由四個Φ19mm×13mm和四個Φ13mm×8mm聚晶金剛石復合片8、4組成，其中由三個Φ13mm×8mm聚晶金剛石復合片4組成保徑刃5，由兩個Φ13mm×8mm和一個Φ19mm×13mm聚晶金剛石復合片4、8組成擴孔刃7，由三個Φ19mm×13mm聚晶金剛石復合片8組成切削刃9，由兩個Φ19mm×13mm聚晶金剛石復合片8組成開孔刃11；

保徑刃5的聚晶金剛石復合片外圓輪廓為圓柱型，其外圓尺寸為鉆頭公稱直徑，擴孔刃7的聚晶金剛石復合片組成的輪廓為圓錐形，其錐度母線與保徑刃5的角度a6呈8～10°角，切削刃9的聚晶金剛石復合片組成的外輪廓與鉆頭中心線的角度b10呈43～46°角，開孔刃11的聚晶金剛石復合片組成的外輪廓與鉆頭中心線的角度c12呈-30～-35°角；

在每個擴孔刃7與切削刃9交叉部位的內側設有一個噴嘴2，每個切削刃9與開孔刃11交叉部位的內側設有一個噴嘴2。

三刀翼大密度布齒的結構使得刀翼在鉆進的過程中鉆進速度快且排泥順暢，其中，切削刃9和開孔刃11在地層中起到主要的切削任務，在地層硬度不高的時候，開孔和切削鉆進主要是大聚晶金剛石復合片起作用，由于擴孔刃7的錐度很小，擴孔刃的小聚晶金剛石復合片起輔助作用，鉆進速度快且穩定，在地層硬度很高時，鉆進速度下降，所有的聚晶金剛石復合片均起到各自的開孔、切削、擴孔和保徑的作用，使得各個階段的工作由專職的聚晶金剛石復合片負責，提高聚晶金剛石復合片的使用率，保證鉆進速度和質量，擴孔刃的設計還可以提高鉆進的對心度，也保證了各個聚晶金剛石復合片的磨損程度一致，延長鉆頭使用壽命。