專利名稱：一種適用于超深井的空氣錘鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種適用于超深井的空氣錘鉆頭，屬于氣體鉆井井下工具領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，隨著鉆孔鑿巖向大直徑和超深井方向發(fā)展，巖石可鉆性越來(lái)越差，鉆井效率大幅下降。在鉆井作業(yè)中，硬質(zhì)地層難以鉆進(jìn)的問(wèn)題日益突出，而空氣沖旋鉆井相比于常規(guī)泥漿鉆井，機(jī)械鉆速、井身質(zhì)量得到了大幅提高，空氣沖旋鉆井技術(shù)是解決硬質(zhì)地層鉆進(jìn)難題的有效方法之一。在深井和超深井鉆進(jìn)過(guò)程中，井底壓差使得井底巖石強(qiáng)度増大，壓持作用增強(qiáng)，因此，無(wú)論常規(guī)泥漿鉆井還是空氣鉆井，機(jī)械鉆速都受到了一定程度地影響，而大量的現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)分析表明，壓差與機(jī)械鉆速的關(guān)系隨著井底的壓差增大機(jī)械鉆速呈指數(shù)減小。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，空氣錘鉆頭鉆井作業(yè)時(shí)，空氣錘鉆頭中心齒嚴(yán)重磨損，邊齒出現(xiàn)磨損、斷裂，甚至脫落等問(wèn)題，進(jìn)而大大的降低了鉆頭的使用壽命，使得鉆井效率下降，提高鉆井成本，從而嚴(yán)重制約空氣沖旋鉆井技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。因此，迫切需要研制一種適用于超深井的空氣錘鉆頭。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于超深井的空氣錘鉆頭，該鉆頭能降低中心齒的磨損程度、改善邊齒受カ狀況，提高機(jī)械鉆速。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型一種適用于超深井的空氣錘鉆頭，主要由鉆頭體和鉆頭齒組成，鉆頭體包括內(nèi)傾面、保徑面、外斜面、內(nèi)斜面、中心平面，在鉆頭的中心平面鑲有雙弧度面齒，所述雙弧度面齒牙冠由中間弧度面和齒頂弧度面組成，中間弧度面與齒頂弧度面相連形成一個(gè)環(huán)形的過(guò)渡曲面，雙弧度面齒底部為圓柱面；在中心平面上錯(cuò)落分布有兩種不同直徑的雙弧度面齒；中心平面最外圈布置有多個(gè)大直徑雙弧度面齒，大直徑雙弧度面齒比小直徑雙弧度面齒的直徑大2 — 3mm。在內(nèi)斜面上分布有內(nèi)斜面邊齒，外斜面上分布外斜面邊齒，內(nèi)斜面邊齒和外斜面邊齒為半球形齒，其直徑比小直徑雙弧度面齒大2. 5—3. 5_。所述鉆頭牙齒均是硬質(zhì)合金齒。本實(shí)用新型的有益效果1、在長(zhǎng)井段鉆井吋，由于中心齒是雙弧度面齒，其特殊的結(jié)構(gòu)使得磨損后，中心齒由雙弧度面齒向球形齒過(guò)渡，由于球形齒依然具有很強(qiáng)的耐磨性和破巖能力，繼而延長(zhǎng)了中心齒的使用壽命。因?yàn)檫咠X破碎巖石區(qū)域?qū)儆陔y破碎區(qū)域，米用的內(nèi)外斜面均勻布置邊齒，平均邊齒的受力，避免單個(gè)邊齒出現(xiàn)應(yīng)カ較大的情況。2、較常規(guī)空氣錘鉆頭相比，在深部地層具有更好的破巖效果，且具有較長(zhǎng)的使用壽命，可以縮短鉆井 周期，降低生產(chǎn)成本。

[0009]圖I為本實(shí)用新型一種適用于超深井的空氣錘鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型鉆頭體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型雙弧度面齒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.內(nèi)傾面；2.保徑面；3.外斜面；4.內(nèi)斜面；5.中心平面；6.小直徑雙弧度面齒-J·大直徑雙弧度面齒；8.內(nèi)斜面邊齒；9.外斜面邊齒；10.圓柱面；11.中間弧度面；12.齒頂弧度面；13雙弧度面齒。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說(shuō)明。 如圖I、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型一種適用于超深井的空氣錘鉆頭，主要由鉆頭體和鉆頭齒組成，鉆頭體包括內(nèi)傾面I、保徑面2、外斜面3、內(nèi)斜面4、中心平面5，在鉆頭的中心平面5鑲有雙弧度面齒13，所述雙弧度面齒13牙冠由中間弧度面11和齒頂弧度面12組成，中間弧度面11與齒頂弧度面12相連形成一個(gè)環(huán)形的過(guò)渡曲面，雙弧度面齒13底部為圓柱面；在中心平面5上錯(cuò)落分布有兩種不同直徑的雙弧度面齒13 ;中心平面5最外圈布置多個(gè)大直徑雙弧度面齒7，大直徑雙弧度面齒7比小直徑雙弧度面齒6的直徑大2—3mm。在內(nèi)斜面4上分布有內(nèi)斜面邊齒8，在外斜面3上分布有外斜面邊齒9，內(nèi)斜面邊齒8和外斜面邊齒9為半球形齒。由于邊齒的行程較中心齒大，相對(duì)摩擦距離大，而內(nèi)斜面邊齒8與外斜面邊齒9比小直徑雙弧度面齒6直徑大2. 5—3. 5mm的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)邊齒的耐磨損能力。中心平面5錯(cuò)落布置有雙弧度面齒13,以避免一個(gè)沖擊破巖周期內(nèi)牙齒的重復(fù)破碎，雙弧度面齒13特殊的結(jié)構(gòu)易鑿入巖石，其自銳能力使得鉆頭在超深井鉆進(jìn)作業(yè)中，具有良好的破巖效果，而且在磨損量達(dá)到一定的時(shí)，可以向球形齒過(guò)渡，從而延長(zhǎng)牙齒使用壽命。相鄰圈數(shù)布置ー個(gè)大直徑雙弧面齒7，g在破碎相鄰圈數(shù)齒破碎中形成的巖石脊背。
權(quán)利要求1.一種適用于超深井的空氣錘鉆頭，其特征在于由鉆頭體和鉆頭齒組成，鉆頭體主要由鉆頭內(nèi)傾面(I)、保徑面(2)、外斜面(3)、內(nèi)斜面(4)、中心平面(5)構(gòu)成，其特征在于在鉆頭體的中心平面(5)鑲有雙弧度面齒(13);所述雙弧度面齒(13)牙冠由中間弧度面(11)和齒頂弧度面(12)組成，雙弧度面齒(13)的中間弧度面(11)與齒頂弧度面(12)相連處形成一個(gè)環(huán)形的過(guò)渡曲面；在中心平面(5)上錯(cuò)落分布有兩種不同直徑的雙弧度面齒(13)，中心平面(5)最外圈布置有多個(gè)大直徑雙弧度面齒(7)，大直徑雙弧度面齒(7)比小直徑雙弧度面齒(6 )的直徑大2 — 3mm ;內(nèi)斜面邊齒(8 )和外斜面邊齒(9 )為半球形齒，其直徑比小直徑雙弧度面齒(6)大2. 5—3. 5mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用于超深井的空氣錘鉆頭，其特征在于相鄰圈數(shù)布置一個(gè)大直徑雙弧面齒(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適用于超深井的空氣錘鉆頭，其特征在于鉆頭牙齒均是硬質(zhì)合金齒。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種適用于超深井的空氣錘鉆頭，屬于氣體鉆井井下工具領(lǐng)域。它主要由鉆頭體和鉆頭齒組成，鉆頭體包括內(nèi)傾面、保徑面、外斜面、內(nèi)斜面、中心平面，在鉆頭的中心平面鑲有雙弧度面齒，所述雙弧度面齒牙冠由中間弧度面和齒頂弧度面組成，中間弧度面與齒頂弧度面相連形成一個(gè)環(huán)形的過(guò)渡曲面，在中心平面上錯(cuò)落分布有兩種不同直徑的雙弧度面齒；中心平面最外圈布置有多個(gè)大直徑雙弧度面齒，大直徑雙弧度面齒比小直徑雙弧度面齒的直徑大2—3mm。內(nèi)斜面邊齒和外斜面邊齒為半球形齒。本實(shí)用新型較常規(guī)空氣錘鉆頭相比，在深部地層具有更好的破巖效果，且具有較長(zhǎng)的使用壽命，可以縮短鉆井周期，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)E21B10/36GK202417314SQ201220004348
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者萬(wàn)科峰, 周已, 敬爽, 曾其科, 李琴, 王旻, 王明波, 黃志強(qiáng) 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)