[實用新型]一種大口徑鉆進施工用金剛石鉆頭

有效

• 申請號: 201820633417.5
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN208122768U
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 曾凡杰;匡曉勇
• 申請（專利權）人: 四川奧格特金剛石鉆頭有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46;E21B10/54;E21B10/61
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 趙宇

本實用新型公開了一種大口徑鉆進施工用金剛石鉆頭，屬于金剛石鉆頭技術領域，用于解決現有金剛石鉆頭單一碎巖方式對地層的適應性差，從而影響鉆井施工效率等技術問題。包括數個環形排列的切削塊和數個環形排列的尖鋸齒狀切削齒，相鄰所述的尖鋸齒狀切削齒之間由鉆頭水口分隔，尖鋸齒狀切削齒環布在切削塊內，與切削塊同心圓排列分布，所述每個切削塊由數層扇形金剛石鉆頭切削單元層構成，扇形金剛石鉆頭切削單元層沿鉆頭徑向豎直排列，所述扇形金剛石鉆頭切削單元層外側面上沿軸向設置有數列排布的具有切削能力的硬質合金齒。本實用新型可增加鉆頭的使用壽命，提高鉆頭的鉆進效率和提高鉆頭對鉆進不同巖石的適應性，鉆進性能提高。

技術領域

本實用新型涉及金剛石鉆頭技術領域，具體涉及一種大口徑鉆進施工用金剛石鉆頭。

背景技術

金剛石鉆頭是一種用于地層鉆井的鉆井工具，近年來，金剛石鉆頭在地層鉆井工程中得到了廣泛地應用。金剛石鉆頭由鉆頭體、切削齒、保徑墊和水力結構等組成，它是通過其切削齒與地層巖石的接觸對其產生擠壓和剪切巖層來破碎巖石的。

在大口徑卵礫石、基巖環境中的鉆孔施工中，由于施工鉆孔直徑大、施工的地層復雜，單一的鉆頭碎巖方式對地層的適應性差，也不能取得最佳的破巖效果，從而影響施工效率、增大施工成本。所以這種施工往往鉆進速度慢，不能滿足工程整體施工效率的需要。

實用新型內容

為了解決現有金剛石鉆頭單一碎巖方式對地層的適應性差，從而影響鉆井施工效率等技術問題，本實用新型提供一種大口徑鉆進施工用金剛石鉆頭。

一種大口徑鉆進施工用金剛石鉆頭，包括數個環形排列的切削塊和數個環形排列的尖鋸齒狀切削齒，相鄰所述的尖鋸齒狀切削齒之間由鉆頭水口分隔，尖鋸齒狀切削齒環布在切削塊內，與切削塊同心圓排列分布，所述每個切削塊由數層扇形金剛石鉆頭切削單元層構成，扇形金剛石鉆頭切削單元層沿鉆頭徑向豎直排列，所述切削塊外側面上沿軸向設置有數列排布的具有切削能力的硬質合金齒。內層尖鋸齒狀切削齒對破碎的巖石進行初步切削、破碎，使巖石發生裂痕達到破巖目的，外層切削塊對地層巖石進行進一步侵削、研磨，產生的巖石碎屑隨鉆井液泥漿循環上返到井口。根據鉆進施工地層巖石的硬度、巖石可鉆性和地層破碎情況，設置內外兩層破碎刀具保證金剛石鉆頭的鉆井效率，通過試驗確定金剛石胎塊的唇面形狀為尖鋸齒狀，其唇面可以造成較多的自由面，有利于提高鉆進效率。切削塊上的硬質合金齒將巖體切開，使鉆頭具有較強的側向切削能力，同時起到支撐鉆頭體防止鉆頭“縮徑”，同時具有切削井壁的功能。

優選地，所述扇形金剛石鉆頭切削單元層內釬焊聚合粗顆粒金剛石。

優選地，所述聚合粗顆粒金剛石的粒徑為1.6-1.8mm。

優選地，所述硬質合金齒頂部呈球形或錐球形。硬質合金齒的頂端呈球形或錐球形，能夠減小保徑墊與井壁間的旋轉阻力。

優選地，所述尖鋸齒狀切削齒的鋸齒間隙為1.0-1.1cm，尖鋸齒高度為1.7-1.9cm。

優選地，所述扇形金剛石鉆頭切削單元層在鉆頭的底唇面上形成同心圓排列分布。

優選地，所述尖鋸齒狀切削齒的鋸齒狀齒表面高度高于切削塊表面高度。鉆井時，尖鋸齒狀切削齒首先與地層巖石接觸，對地層巖石進行侵削、研磨使巖石發生裂痕達到破巖目的，先鉆出小井眼，起到領眼鉆頭的目的；此時切削塊對尖鋸齒狀切削齒破碎的巖石進行進一步切削破碎，不斷擴眼鉆進；在鉆頭高速旋轉工作情況下，尖鋸齒狀切削齒不斷磨損、磨平，破碎的巖石碎屑就可隨鉆井液泥漿循環上返到井口，由此設置可增加鉆頭的使用壽命，同時提高鉆進速率。

優選地，所述扇形金剛石鉆頭切削單元層每層的厚度為2.0-2.2mm。

優選地，所述扇形金剛石鉆頭切削單元層的層數至少為5層。