[發(fā)明專利]PDC鉆頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610404533.5
• 申請(qǐng)日: 2016-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105927159B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王克行
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萊州市原野科技有限公司
• 主分類號(hào): E21B10/54
• 分類號(hào): E21B10/54;E21B10/43;E21B10/60
• 代理公司: 北京律智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11438
• 代理人: 闞梓瑄,王衛(wèi)忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體來(lái)說(shuō)涉及一種石油鉆井技術(shù)，具體而言，涉及一種PDC鉆頭。

背景技術(shù)

PDC鉆頭，就是聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭，即Polycrystalline Diamond Compact Bit。傳統(tǒng)的金剛石鉆頭通常設(shè)有3-8個(gè)刀翼，這種結(jié)構(gòu)的金剛石鉆頭為石油開(kāi)采和勘探工程作出了貢獻(xiàn)。

然而，PDC鉆頭通常采用碳化鎢或鋼體為基體，以金剛石為原料加入粘結(jié)劑在高溫下燒結(jié)而成。由于多種材料的存在，PDC鉆頭熱穩(wěn)定性較差，同時(shí)脆性較強(qiáng)，經(jīng)受沖擊載荷的能力較差。

適當(dāng)增加切削刀翼的數(shù)量，可以在切削地層時(shí)，提高PDC鉆頭的穩(wěn)定性，減少?zèng)_擊載荷，從而保護(hù)金剛石聚晶層，延長(zhǎng)PDC鉆頭的使用壽命。例如但不限于將切削刀翼的數(shù)量從3個(gè)增加到6個(gè)，以使PDC鉆頭接近圓形輪廓切削。但過(guò)多增加切削刀翼的數(shù)量，仍然存在以下缺點(diǎn)和不足：①是鉆頭仍呈多邊形輪廓沖擊地層，每次切削地層時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生沖擊載荷，從而使金剛石復(fù)合片損壞；②增加切削刀翼數(shù)量的同時(shí)減少了流道體積，容易泥包。

發(fā)明內(nèi)容

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種PDC鉆頭，以提高PDC鉆頭的切削穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種PDC鉆頭，其中所述PDC鉆頭包括鉆頭本體、切削刀翼、環(huán)形凸部以及切削齒，所述切削刀翼設(shè)置于所述鉆頭本體的冠部；所述環(huán)形凸部為整體環(huán)形或包括位于一個(gè)圓周上的多段，所述環(huán)形凸部由所述冠部頂面凸出；所述切削齒設(shè)置于所述切削刀翼或所述切削刀翼與所述環(huán)形凸部上。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述環(huán)形凸部沿所述冠部的圓周方向延伸，所述環(huán)形凸部的外周邊緣對(duì)齊所述冠部的外周邊緣。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述環(huán)形凸部與所述切削刀翼高度相同。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述環(huán)形凸部上設(shè)置有所述切削齒和水眼，沿所述環(huán)形凸部上的所述切削齒的切削方向，所述水眼設(shè)置于所述切削齒的前方。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述環(huán)形凸部為多段，各所述環(huán)形凸部一端與一所述切削刀翼外端側(cè)面連接，各所述環(huán)形凸部的另一端與另一所述切削刀翼外端側(cè)面間具有間隙。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述環(huán)形凸部為多段，所述環(huán)形凸部設(shè)置于相鄰的兩個(gè)所述切削刀翼之間，且所述環(huán)形凸部的兩端分別與兩個(gè)所述切削刀翼的相對(duì)應(yīng)的側(cè)面連接。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述PDC鉆頭還包括設(shè)置于相鄰的所述切削刀翼間的水眼，所述水眼中設(shè)置有噴嘴，所述噴嘴與水源連通。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述鉆頭本體內(nèi)部設(shè)置有水腔，所述水腔與所述水眼連通。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述PDC鉆頭還包括保徑齒，所述保徑齒設(shè)置于所述冠部的外周面上。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述切削齒包括柱體結(jié)構(gòu)的基體，所述基體的端部形成有鏟入部，所述鏟入部包括第一側(cè)面和鏟面，所述第一側(cè)面沿所述基體的壁面延伸；所述鏟面從與所述第一側(cè)面相對(duì)的所述基體的壁面向所述第一側(cè)面傾斜延伸，以在靠近所述第一側(cè)面處形成一個(gè)具有棱邊的尖端，所述棱邊為主鏟刃，其中所述鏟面具有鏟頂和鏟底，所述鏟頂距所述基體的底面的距離為鏟頂高度，所述鏟底距所述基體的底面的距離為鏟底高度，所述鏟頂高度大于所述鏟底高度。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的PDC鉆頭的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：本發(fā)明提供的PDC鉆頭包括環(huán)形凸部，該環(huán)形凸部可以設(shè)置為整體環(huán)形結(jié)構(gòu)，也可以設(shè)置為包括位于一個(gè)圓周上的多段環(huán)形結(jié)構(gòu)，該環(huán)形凸部使PDC鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠保持圓形軌跡，以消除多邊形沖擊力，提高PDC鉆頭的切削穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖考慮以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)。附圖僅為本發(fā)明的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記始終表示相同或類似的部件。其中：

圖1是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的一種PDC鉆頭的俯視圖。

圖2是圖1中的PDC鉆頭的側(cè)視圖。

圖3是圖1中的PDC鉆頭的另一側(cè)視圖。

圖4是根據(jù)一示例性實(shí)施方式示出的一種PDC鉆頭的俯視圖。