[實用新型]一種復合鉆頭

有效

• 申請號: 202120294073.1
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN214463906U
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 褚方磊;白建松;許憲軍;褚志剛;叢寧輝;阿地力薩地爾
• 申請（專利權）人: 萊州市原野科技有限公司
• 主分類號: E21B10/00
• 分類號: E21B10/00;E21B10/16;E21B10/60;E21B10/43;E21B10/54
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 張國棟

本實用新型提供一種復合鉆頭，包括鉆頭柄，所述鉆頭柄為圓柱狀，所述鉆頭柄的頂端相對設置至少兩組牙掌；牙輪鉆頭，至少包括兩組，兩組所述牙輪鉆頭分別轉動設置于所述鉆頭柄頂端的牙掌上，所述牙輪鉆頭包括轉動連接于所述鉆頭柄頂端的牙輪本體、裝設于所述牙輪本體的錐球齒和環設于所述牙輪本體的防護齒；以及PDC鉆頭，夾設于所述牙輪鉆頭之間，所述PDC鉆頭包括多組刀翼，每組刀翼包括呈銳角方向的兩條翼臂，每組翼臂沿所述鉆頭柄的中心軸沿周向延展，且每組所述翼臂的至少一邊均勻嵌裝多組PDC切削齒。一種復合鉆頭其通過牙輪鉆頭與PDC鉆頭有機復合循環極大提高鉆井效率。

技術領域

本實用新型涉及鉆探設備技術領域，尤其是一種復合鉆頭。

背景技術

在石油天然氣、礦山工程、建筑基礎工程施工、地質及水文鉆井工程中，通常使用鉆頭破碎巖石，鉆頭是鉆井過程中用于破碎巖石，形成井筒的破巖工具。目前，在鉆井施工中使用范圍最廣的破巖工具就是牙輪鉆頭和PDC聚晶金剛石復合片鉆頭。目前鉆井工程中使用的鉆頭主要有三牙輪鉆頭和PDC鉆頭，其中，三牙輪鉆頭包括鋼齒鉆頭(又稱銑齒鉆頭)和硬質合金齒鉆頭(又稱鑲齒鉆頭)。

隨著油氣勘探開發逐漸向深井超深井發展，巖石硬度和塑性不斷增大，可鉆性變差，牙輪鉆頭和PDC鉆頭機械鉆速慢、壽命短，已經無法滿足當今油氣鉆井提速增效的發展要求。近幾年來投放市場的牙輪-PDC復合鉆頭結合了牙輪鉆頭和PDC鉆頭的各自優點，在一定程度上提高了機械鉆速和壽命。不過，復合鉆頭的中心部的機械鉆速較低，破巖效率也不高，復合片也容易破壞，從而也嚴重影響到了整個復合鉆頭的機械鉆速和壽命，嚴重時，鉆頭報廢。

實用新型內容

鑒于以上所述提出的問題，本實用新型提供一種復合鉆頭，其目的在于，提供一種牙輪鉆頭與PDC鉆頭有機復合循環極大提高鉆井效率的復合鉆頭。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種復合鉆頭，其包括：鉆頭柄，所述鉆頭柄為圓柱狀，所述鉆頭柄的頂端相對設置至少兩組牙掌；

牙輪鉆頭，至少包括兩組，兩組所述牙輪鉆頭分別轉動設置于所述鉆頭柄頂端的牙掌上，所述牙輪鉆頭包括轉動連接于所述鉆頭柄頂端的牙輪本體、裝設于所述牙輪本體的錐球齒和環設于所述牙輪本體的防護齒；以及

PDC鉆頭，夾設于所述牙輪鉆頭之間，所述PDC鉆頭包括多組刀翼，每組刀翼包括呈銳角方向的兩條翼臂，每組翼臂沿所述鉆頭柄的中心軸沿周向延展，且每組所述翼臂的至少一邊均勻嵌裝多組PDC切削齒。

進一步地，所述PDC鉆頭包括兩組相對設置的刀翼，每組所述刀翼包括兩呈銳角設置的兩組翼臂，每組所述翼臂的至少一邊固定排設多組PDC復合片切削齒，所述翼臂的上端面固定設有后刀面強化層。

進一步地，所述牙輪本體靠近所述鉆頭柄的中心軸線的牙輪體上環設牙輪頂錐防護齒。

進一步地，所述牙輪本體的外周由內而外分別環設牙輪內排錐球齒和牙輪外排錐球齒。

進一步地，兩組所述牙掌包括分設于所述刀翼兩側的內牙掌和外牙掌，兩組所述牙輪鉆頭分別通過軸承結構轉動設置于所述內牙掌和外牙掌頂端。

進一步地，所述鉆頭柄的頂部開設鉆頭噴水孔，所述鉆頭噴水孔設置于相對設置的刀翼連接端側，所述鉆頭噴水孔的中心軸線與所述鉆頭柄的中心軸的軸線呈α角，所述α為10°-30°。

進一步地，所述鉆頭柄的頂部開設用于裝設合金防沖管的合金防沖管孔，所述合金防沖管孔的中心軸與所述鉆頭柄的中心軸的軸線呈β角，所述β為 150°-170°。

進一步地，所述鉆頭柄的頂部開設合金噴嘴，所述合金噴嘴設置于所述牙輪鉆頭和PDC鉆頭之間。

進一步地，所述鉆頭柄的底部開設外螺紋。

本實用新型的有益效果是：