[發明專利]一種具有組合式結構的PDC鉆頭

在審

• 申請號: 201710859256.1
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107435521A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 梁平;彭靜濤
• 申請（專利權）人: 四川川石金剛石鉆頭有限公司
• 主分類號: E21B10/55
• 分類號: E21B10/55;E21B10/633
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司51120
• 代理人: 張堰黎

技術領域

本發明屬于鉆頭設計制造技術領域，尤其屬于一種石油、地質用回轉鉆進鉆頭的設計與制造技術，特別涉及一種規徑段可拆卸的組合式PDC鉆頭結構。

背景技術

目前，在石油、地質等領域廣泛使用包括PDC齒作為切削齒的回轉鉆進鉆頭，這類鉆頭簡稱PDC鉆頭。PDC鉆頭具有機械鉆速高，鉆頭進尺壽命長等優點。在進行鉆井作業中，特別是在定向井定向段的鉆進過程中，對PDC鉆頭規徑段的磨損是比較大的。規徑段磨損會造成井眼變小等后果，這時，就需要更換新的鉆頭。而更換下來的舊鉆頭，如果規徑磨損量不大，則采取敷焊，重新車加工規徑達到規定尺寸；若磨損較大，則只有將鉆頭報廢。無論是修復還是報廢，都會增加鉆井成本。因此，研究一種具有更合理、更節約的組合式結構的PDC鉆頭是提供鉆井效率、降低成本的有效方法。

發明內容

本發明根據現有技術的不足公開了一種具有組合式結構的PDC鉆頭。本發明要解決的問題就是設計一種可拆卸規徑段的組合式PDC鉆頭，減少修復鉆頭乃至更換新的鉆頭的成本。

本發明通過以下技術方案實現：

具有組合式結構的PDC鉆頭，包括刀翼、PDC齒、規徑和鉆頭本體，其特征在于：所述鉆頭規徑部固定有可拆卸的由硬質合金材料制成的規徑塊。

所述規徑塊通過螺釘固定在鉆頭本體上，螺釘頭部嵌入規徑塊安裝孔內。

所述規徑塊與鉆頭本體的安裝面設置有用于與鉆頭本體凹槽匹配的定位固定的臺階。

所述規徑塊上設置有倒劃眼齒。

所述刀翼的形狀可以是直刀翼或螺旋形刀翼。

鉆頭在使用后，若鉆頭規徑磨損超過要求，只需將磨損的采用硬質合金材料制成的規徑塊拆下，換上新的規徑塊，可減少鉆頭修復的時間和成本，降低鉆頭報廢的幾率。

本發明將倒劃眼齒設置在規徑塊上，倒劃眼齒通常通過焊接固定在規徑塊上，規徑塊通過螺釘連接固定在鉆頭本體上的，徑向切削力通過規徑塊和鉆頭本體上的臺階面傳遞到鉆頭本體上。

鉆頭本體可以是胎體鉆頭，也可以是鋼體鉆頭。

對于胎體鉆頭，在燒結時，采用與規徑塊相應結構的石墨替代塊及螺釘的石墨替代塊制作。燒結時，將規徑塊與螺釘的石墨替代塊與底膜、浸漬套、連接環等組合在一起，并固定。燒結完成后，取下。最后用螺釘將加工好的規徑塊與鉆頭本體連接在一起。

對于鋼體鉆頭，先在鉆頭規徑位置加工出規徑塊的安裝槽，然后在安裝槽上鉆孔并加工出螺紋，最后用螺釘將加工好的規徑塊與鉆頭本體連接在一起。

該發明可以運用到各種尺寸的鉆頭上，也可以運用到取芯鉆頭。

與現有技術相比，本發明具有的有益效果是：

本發明鉆頭將易磨損的規徑部件采用可拆卸結構，并在可拆卸規徑塊上設置倒劃眼齒，使鉆頭易磨損結構均能方便更換，大大減小鉆井作業施工對鉆頭的使用成本。本發明組合結構穩定牢固，拆卸方便。本發明結構能夠減少鉆頭廠家設計、制造、修復成本。通過更換規徑，減少了鉆頭修復的時間，同時也減少了鉆頭由于規徑磨損而報廢的幾率。提高了鉆井作業效率，節約了鉆井成本。

附圖說明

圖1是本發明組合式鉆頭結構示意圖；

圖2是本發明鉆頭規徑塊正面結構示意圖；

圖3是本發明鉆頭規徑塊背面結構示意圖；

圖4是本發明鉆頭規徑塊橫截面結構示意圖，即圖3AA面結構示意圖；

圖5是本發明鉆頭規徑塊安裝示意圖。

圖中，1是鉆頭本體，2是規徑塊，3是安裝孔，4是倒劃眼齒，5是臺階，6是螺釘。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進行具體的描述，本實施例只用于對本發明進行進一步的說明，但不能理解為對本發明保護范圍的限制，本領域的技術人員根據上述本發明的內容作出的一些非本質的改進和調整也屬于本發明保護的范圍。

結合附圖。

具有組合式結構的PDC鉆頭，包括刀翼、PDC齒、規徑和鉆頭本體1，鉆頭規徑部固定有可拆卸的由硬質合金材料制成的規徑塊2。

規徑塊2通過螺釘6固定在鉆頭本體1上，螺釘6頭部嵌入規徑塊2安裝孔3內。

規徑塊2與鉆頭本體1的安裝面設置有用于與鉆頭本體凹槽匹配的定位固定的臺階5。

規徑塊2上設置有倒劃眼齒4。倒劃眼齒4通常通過焊接固定在規徑塊2上，規徑塊2通過螺釘6連接固定在鉆頭本體1上的，徑向切削力通過規徑塊2和鉆頭本體1上的臺階面傳遞到鉆頭本體1上。

本發明鉆頭的刀翼形狀可以是直刀翼也可以是螺旋形刀翼。