一種切削齒可旋轉(zhuǎn)的pdc鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種切削齒可旋轉(zhuǎn)的PDC鉆頭，包括接頭和鉆頭體，所述鉆頭體包括排屑槽、保徑面、噴嘴、刀翼和旋轉(zhuǎn)切削齒；所述旋轉(zhuǎn)切削齒包括外層保護(hù)殼，轉(zhuǎn)動(dòng)軸和聚晶金剛石復(fù)合片；其中接頭位于鉆頭后部，與鉆桿連接；鉆頭體位于鉆頭前部，是PDC鉆頭的主體，鉆頭體前端設(shè)有沿軸向環(huán)裝分布的刀翼，刀翼一側(cè)均布有旋轉(zhuǎn)切削齒，各刀翼之間設(shè)有排屑槽，排屑槽前端設(shè)有噴嘴，刀翼下端設(shè)有保徑面。本實(shí)用新型的切削齒可以在鉆井過程中進(jìn)行360度的自由旋轉(zhuǎn)，使聚晶金剛石復(fù)合片整體參與巖石切削，不僅提高了機(jī)械鉆速，還減少了切削齒的磨損速率，能夠?qū)崿F(xiàn)切削齒的及時(shí)散熱，延長鉆頭的壽命。
【專利說明】
一種切削齒可旋轉(zhuǎn)的PDC鉆頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及石油天然氣地質(zhì)鉆探領(lǐng)域的一種切削齒可旋轉(zhuǎn)的roc鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油氣田勘探開發(fā)工作的不斷深入，所鉆遇的地層構(gòu)造越來越復(fù)雜，鉆井難度越來越大，為了節(jié)約鉆井綜合成本，油氣田勘探開發(fā)中常用的鉆頭為roc鉆頭。PDC是一種將人造聚晶金剛石與碳化鎢基座高溫高壓下焊接在一起的切削元件，因具有平均機(jī)械鉆速高、進(jìn)尺多、壽命長等特點(diǎn)，已成為鉆井工程中最廣泛應(yīng)用的高效破巖工具，油氣井中有將近80%的鉆井進(jìn)尺都是由]3DC鉆頭完成的。
[coos]但是，常規(guī)roc鉆頭的切削齒有一個(gè)很大的缺點(diǎn):切削齒被焊接在鉆頭上，鉆井時(shí)切削齒的大部分面積無法與地層進(jìn)行接觸，只有切削齒的部分外邊緣可接觸地層，固定切削齒在鉆井時(shí)產(chǎn)生的磨損往往集中切削齒外邊緣的部分區(qū)域，這會導(dǎo)致復(fù)合片的局部偏磨和局部高溫，從而加速了切削齒的磨損和破裂；同時(shí)，切削齒發(fā)生偏磨后，其剪切速率大大降低，導(dǎo)致機(jī)械鉆速降低，鉆頭壽命下降，鉆頭進(jìn)尺也相應(yīng)降低。PDC鉆頭成本高昂，頻繁更換對于當(dāng)前油田節(jié)約成本和提高產(chǎn)能有很大的壓力，尋找一種能減少磨損，延長使用壽命的roc鉆頭迫在眉睫。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述問題，本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種切削齒可旋轉(zhuǎn)的roc鉆頭。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種切削齒可旋轉(zhuǎn)的PDC鉆頭，包括接頭和鉆頭體，所述鉆頭體包括排肩槽、保徑面、噴嘴、刀翼和旋轉(zhuǎn)切削齒;所述旋轉(zhuǎn)切削齒包括外層保護(hù)殼，轉(zhuǎn)動(dòng)軸和聚晶金剛石復(fù)合片;其中接頭位于鉆頭后部，與鉆桿連接;鉆頭體位于鉆頭前部，是PDC鉆頭的主體，鉆頭體前端設(shè)有沿軸向環(huán)裝分布的刀翼，刀翼一側(cè)均布有旋轉(zhuǎn)切削齒，各刀翼之間設(shè)有排肩槽，排肩槽前端設(shè)有噴嘴，刀翼下端設(shè)有保徑面。
[0007]所述旋轉(zhuǎn)切削齒前端為聚晶金剛石復(fù)合片，側(cè)面圓柱體結(jié)構(gòu)為外層保護(hù)殼，聚晶金剛石復(fù)合片通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接到切削齒后端，切削齒后端安裝于刀翼上，聚晶金剛石復(fù)合片可沿著轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸心旋轉(zhuǎn)。
[0008]所述聚晶金剛石復(fù)合片通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸，可360度自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0010]本實(shí)用新型中PDC鉆頭，其切削齒可以在鉆井過程中進(jìn)行360度的自由旋轉(zhuǎn)，給巖石持續(xù)提供新的切削面，使聚晶金剛石復(fù)合片整體參與巖石切削，不僅提高了機(jī)械鉆速，還減少了切削齒的磨損速率，能夠?qū)崿F(xiàn)切削齒的及時(shí)散熱，延長鉆頭的壽命。
【附圖說明】
[ΟΟ??]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012]圖2是旋轉(zhuǎn)切削齒的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是旋轉(zhuǎn)切削齒使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1、噴嘴;2、保徑面;3、排肩槽;4、接頭;5、鉆頭體;6、刀翼;7、旋轉(zhuǎn)切削齒;8、
聚晶金剛石復(fù)合片;9、轉(zhuǎn)動(dòng)軸;1、外層保護(hù)殼。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的任何限制。
[0016]如圖1?圖3所示，一種切削齒可旋轉(zhuǎn)的PDC鉆頭，包括接頭4和鉆頭體5，所述鉆頭體5包括排肩槽3、保徑面2、噴嘴1、刀翼6和旋轉(zhuǎn)切削齒7;所述旋轉(zhuǎn)切削齒7包括外層保護(hù)殼10，轉(zhuǎn)動(dòng)軸9和聚晶金剛石復(fù)合片8;其中接頭4位于鉆頭后部，與鉆桿連接;鉆頭體5位于鉆頭前部，是I3DC鉆頭的主體，鉆頭體5前端設(shè)有沿軸向環(huán)裝分布的刀翼6，刀翼6—側(cè)均布有旋轉(zhuǎn)切削齒7，相鄰刀翼6之間設(shè)有排肩槽3，排肩槽3前端設(shè)有噴嘴1，刀翼6下端設(shè)有保徑面2;所述旋轉(zhuǎn)切削齒7前端為聚晶金剛石復(fù)合片8，側(cè)面圓柱體結(jié)構(gòu)為外層保護(hù)殼10，聚晶金剛石復(fù)合片8通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸9連接到切削齒7后端，切削齒7后端安裝于刀翼6上，聚晶金剛石復(fù)合片8可沿著轉(zhuǎn)動(dòng)軸9軸心旋轉(zhuǎn)。
[0017]實(shí)施例
[0018]使用本實(shí)用新型的切削齒可旋轉(zhuǎn)的roc鉆頭進(jìn)行鉆井作業(yè)，接頭4通過鉆桿帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)切削齒7開始切削巖石，噴嘴I噴出鉆井液對鉆頭體5降溫，同時(shí)沖洗巖石碎肩將其從排肩槽3向井口輸送，聚晶金剛石復(fù)合片8在鉆井切削巖石的過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸9將聚晶金剛石復(fù)合片8自由轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)聚晶金剛石復(fù)合片8都參與成為切削面，使整個(gè)切削齒的磨損量均勻分布，避免切削齒與巖石接觸部位產(chǎn)生偏磨，從而保證了切削齒的切削效率，大大提高了切削齒的耐磨性，延長了鉆頭在高研磨性地層的使用壽命。
[0019]如圖2、圖3所示，旋轉(zhuǎn)切削齒7的轉(zhuǎn)動(dòng)軸9完全包含在外部保護(hù)殼10內(nèi)，可有效防止轉(zhuǎn)動(dòng)軸9的磨損，確保旋轉(zhuǎn)切削齒7在鉆井過程中的持續(xù)旋轉(zhuǎn)。
[0020]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，本實(shí)用新型并不局限于上述方式，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還能進(jìn)一步改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種切削齒可旋轉(zhuǎn)的PDC鉆頭，包括接頭(4)和鉆頭體(5)，其特征在于，所述鉆頭體(5)包括排肩槽(3)、保徑面(2)、噴嘴(1)、刀翼(6)和旋轉(zhuǎn)切削齒(7);所述旋轉(zhuǎn)切削齒(7)包括外層保護(hù)殼(10)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)和聚晶金剛石復(fù)合片(8);其中接頭(4)位于鉆頭后部，與鉆桿連接;鉆頭體(5)位于鉆頭前部，鉆頭體(5)前端設(shè)有沿軸向環(huán)裝分布的刀翼(6)，刀翼(6)一側(cè)均布有旋轉(zhuǎn)切削齒(7)，各刀翼(6)之間設(shè)有排肩槽(3)，排肩槽(3)前端設(shè)有噴嘴(I)，刀翼(6)下端設(shè)有保徑面(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種切削齒可旋轉(zhuǎn)的roc鉆頭，其特征在于，旋轉(zhuǎn)切削齒(7)前端為聚晶金剛石復(fù)合片(8)，側(cè)面圓柱體結(jié)構(gòu)為外層保護(hù)殼(10)，聚晶金剛石復(fù)合片(8)通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)連接到切削齒(7)后端，切削齒(7)后端安裝于刀翼(6)上，聚晶金剛石復(fù)合片(8)可沿著轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)軸心旋轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種切削齒可旋轉(zhuǎn)的PDC鉆頭，其特征在于，所述聚晶金剛石復(fù)合片(8)通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸(9)，可360度自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號】E21B10/43GK205532305SQ201620252584
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】劉茂森, 付建紅, 馮劍
【申請人】西南石油大學(xué)