一種高性能六刀翼pdc取心鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于工程設備領(lǐng)域，具體涉及一種高性能六刀翼PDC取心鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油鉆井中，常采用FlDC(Pc)Iycrystalline Diamond Compact，聚晶金剛石復合片)取心鉆頭。現(xiàn)有技術(shù)的某些PDC取心鉆頭，刀翼的分布角度以及刀翼上的切削齒分布設置不合理，噴嘴位置、大小以及噴射角度設置不合適，功能性較差，切削齒容易產(chǎn)生碎裂和過度磨損的現(xiàn)象，導致鉆頭在作業(yè)過程中容易損壞，而且鉆速較低，巖心收獲率低，效果不好，影響鉆井作業(yè)周期及成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種使用壽命長、鉆進速度快、巖心收率高的高性能六刀翼PDC取心鉆頭。
[0004]為解決上述問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種高性能六刀翼PDC取心鉆頭，該PDC取心鉆頭包括鉆頭基體，所述鉆頭基體包括鉆頭冠部，所述鉆頭冠部上設有出水口、及以鉆頭基體的中心軸旋轉(zhuǎn)分布的六個刀翼，所述刀翼的縱向剖面輪廓線為拋物線形狀，所述刀翼的內(nèi)側(cè)與鉆頭冠部外表面復合為一體；所述六個刀翼依次為第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼，所述第一刀翼、第四刀翼上均設有5個切削齒，所述第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上均設有4個切削齒。
[0006]采用上述結(jié)構(gòu)的設計，該六刀翼PDC取心鉆頭的刀翼的剖面結(jié)構(gòu)(刀翼的縱向剖面為拋物線形狀的結(jié)構(gòu)，有利于適當提高布齒密度，加強PDC切削齒的抗沖擊性)、刀翼分布角度以及刀翼上的切削齒分布設置個數(shù)合理，功能性強，切削齒不易出現(xiàn)碎裂和過度磨損的現(xiàn)象，巖心保護良好，不容易被切削液侵蝕或污染。
[0007]本實用新型中，優(yōu)選的方案為所述六個刀翼任意相鄰的兩個刀翼之間的夾角為60°。6個刀翼環(huán)繞鉆頭體的冠部中心均布，均布角度為60°，使得水道分布均勻，水力分配均勻，有利于及時清洗和降溫。
[0008]本實用新型中，優(yōu)選的方案為:所述第一刀翼和第四刀翼上均設有一顆內(nèi)保徑齒和一顆外保徑齒，所述第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上均設有一顆外保徑齒。內(nèi)保徑使得巖心更好的成形，有利于提高巖心質(zhì)量和巖心收獲率。
[0009]本實用新型中，優(yōu)選的方案為所述第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼上的切削齒均沿鉆頭冠部中心從內(nèi)往外呈單排排列，排列方式為交錯排列。
[0010]本實用新型中，優(yōu)選的方案為所述第一刀翼與第四刀翼呈中心對稱，二者的對稱中心為鉆頭冠部的中心點，所述第一刀翼與第四刀翼上相對應的切削齒以鉆頭冠部的中心點為對稱中心呈中心對稱，第一刀翼和第四刀翼上相對應的切削齒后傾角度相同；所述第二刀翼與第五刀翼呈中心對稱，二者的對稱中心為鉆頭冠部的中心點，所述第二刀翼與第五刀翼上相對應的切削齒以鉆頭冠部的中心點為對稱中心呈中心對稱，第二刀翼和第五刀翼上相對應的切削齒后傾角度相同；所述第三刀翼與第六刀翼呈中心對稱，二者的對稱中心為鉆頭冠部的中心點，所述第三刀翼與第六刀翼上相對應的切削齒以鉆頭冠部的中心點為對稱中心呈中心對稱，第三刀翼和第六刀翼上相對應的切削齒后傾角度相同。該結(jié)構(gòu)的設計，使得本實用新型中的六刀翼PDC取心鉆頭在進行鉆井作業(yè)時，該鉆頭冠部的刀翼上的切削齒的受力均勾，減少振動，破巖效果好，巖心成形好，不易崩齒和損壞巖心。
[0011]本實用新型中，優(yōu)選的方案為所述第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼上的切削齒按照從鉆頭冠部中心往外各切削齒的后傾角度從17°遞增至20° (如第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上的4個切削齒，從鉆頭冠部中心往外各切削齒的角度分別為17°、18°、19°、20° ;第一刀翼、第四刀翼上的5個切削齒，從鉆頭冠部中心往外各切削齒的角度分別為17°、18.5°、19°、19.5°、20° )。發(fā)明人經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn)，切削齒采用該范圍的后傾角度，可以大大改善切削齒的抗沖擊性。
[0012]本實用新型中，優(yōu)選的方案為所述出水口設置在鉆頭冠部相鄰兩個刀翼上從鉆頭冠部中心往外的第一個切削齒、第三個切削齒這四個切削齒圍合成的區(qū)域內(nèi)。出水口位于此區(qū)域內(nèi)，使得出水開口噴向所有切削齒具有更為合理的噴嘴位置和噴射角度，既保證了每個切削齒上有足夠的切削液清洗和冷卻，同時又能避免巖心受過多切削液的侵入，兩者兼顧，使得水力高效利用。
[0013]本實用新型中，優(yōu)選的方案為所述鉆頭冠部上的出水口設置在任意兩個相鄰刀翼之間。
[0014]本實用新型中，優(yōu)選的方案為所述任意兩個相鄰刀翼之間均設有一個出水口。設置多個出水口的主要作用在于進一步增強清洗巖肩的效果。
[0015]本實用新型中，優(yōu)選的方案為所述六個刀翼上的切削齒的直徑為13mm，所述出水口的直徑為12_。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該尺寸范圍的切削齒和出水口，既保證了有足夠的切削液流量，又避免了流量過大容易侵入巖心，從而導致巖心受污染或巖心收獲率低的情形。
[0016]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果在于:本實用新型的高性能六刀翼PDC取心鉆頭在現(xiàn)有六刀翼PDC取心鉆頭的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了刀翼剖面結(jié)構(gòu)形式及分布角度，調(diào)整了刀翼上的切削齒排布形式及角度，出水口的位置、大小等，優(yōu)化了水力結(jié)構(gòu)，從而延長了整個六刀翼PDC取心鉆頭的使用壽命，并且提高了鉆井的速度，減少了切削液對巖心的破壞，提尚了巖心收獲率。
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖進一步闡明本實用新型實施例。
[0019]圖1是實施例1的高性能六刀翼PDC取心鉆頭的立體圖；
[0020]圖2是實施例1的高性能六刀翼PDC取心鉆頭的俯視圖；
[0021]其中，1、鉆頭基體；2、鉆頭冠部；3、切削齒；4、出水口 ；10、第一刀翼；20、第二刀翼；30、第三刀翼；40、第四刀翼；50、第五刀翼；60、第六刀翼。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
[0023]—種高性能六刀翼PDC取心鉆頭，該PDC取心鉆頭包括鉆頭基體1，所述鉆頭基體包括鉆頭冠部2，所述鉆頭冠部上設有出水口 4、及以鉆頭基體的中心軸旋轉(zhuǎn)分布的六個刀翼，所述刀翼的縱向剖面輪廓線為拋物線形狀，所述刀翼的內(nèi)側(cè)與鉆頭冠部外表面復合為一體；所述六個刀翼依次為第一刀翼10、第二刀翼20、第三刀翼30、第四刀翼40、第五刀翼50和第六刀翼60，所述第一刀翼、第四刀翼上均設有5個切削齒3，所述第二刀翼、第三刀翼、