專利名稱：一種防泥包pdc鉆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械領域，尤其是涉及一種防泥包PDC鉆頭。
背景技術：
聚晶金剛石復合片(PolycrystallineDiamond Compact bit,F1DC)鉆頭是聚晶金剛石復合片鉆頭的簡稱。是目前石油鉆井行業(yè)常用的一種鉆井工具?，F(xiàn)有的PDC鉆頭包括:鉆頭體、刀翼和接頭等，其中接頭與刀翼分別設置在鉆頭體的兩端，接頭用于和鉆井的其他工具，例如鉆桿相連接，刀翼上排布有一排切削齒。PDC鉆頭在鉆桿的帶動下轉動，從而帶動刀翼轉動，使得切削齒的切削面實現(xiàn)對地層的切削。在PDC鉆頭中，切削齒越多，則地層傳遞給鉆頭的力被分散在多個切削齒上，單個切削齒所承受的力更小，因而所能夠使用的地層的硬度也越大。但是由于鉆井時，井眼的直徑是一定的，因此鉆頭體用于設置切削齒的部位的面積有限，而刀翼與刀翼之間必須留有足夠寬度的排屑槽，因此設置在鉆頭體上的刀翼的厚度和數(shù)量也是有一定限制的。減小刀翼的厚度，增加刀翼的數(shù)量，使得刀翼的數(shù)量在10個以上，為了保證排屑槽的寬度足夠，只能夠相應降低刀翼的厚度，這種鉆頭在高速轉動的時候，由于切削齒要承受較大的力，當切削齒將這個受力傳遞給刀翼后，可能會造成刀翼的破裂；增加刀翼的厚度，為了保證排屑槽的寬度足夠，只能減少刀翼的數(shù)量，這樣則可能造成鉆頭體上的刀翼數(shù)量過少，一般為3個到6個，這樣導致切削齒的安裝部位較少，從而使得鉆頭只能被應用在硬度較低的地層中。因此，現(xiàn)有的PDC鉆頭在刀翼數(shù)量較少的情況下，其能夠應用的地層的硬度也較小。
實用新型內容本實用新型提出了一種防泥包PDC鉆頭，該防泥包PDC鉆頭能夠使用在硬度更高的地層中。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:一種防泥包聚晶金剛石復合片PDC鉆頭，包括:鉆頭體和刀翼；所述刀翼有五個，分別為第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼以及第五刀翼；每個所述刀翼上均設置有前排切削齒以及后排切削齒；所述第一刀翼上的前排切削齒包括五個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒；所述第二刀翼上的前排切削齒包括四個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒；所述第三刀翼上的前排切削齒包括五個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒；所述第四刀翼上的前排切削齒包括七個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒；所述第五刀翼上的前排切削齒包括六個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒。本實用新型各實施方式中，優(yōu)選地，五個所述刀翼成環(huán)形設置于所述鉆頭體的一端;五個所述刀翼的分布順序依次為:第一刀翼、第五刀翼、第二刀翼、第四刀翼以及
第三刀翼。本實用新型各實施方式中，優(yōu)選地，每個所述主切削齒的切削面與所述副切削齒的切削面均與垂直于所述鉆頭體的軸線的平面成預設的角度。本實用新型各實施方式中，優(yōu)選地，所述鉆頭體上還設置有多個活動噴嘴；每兩個相鄰的所述刀翼之間設置有至少一個所述活動噴嘴。本實用新型各實施方式中，優(yōu)選地，所述活動噴嘴與所述鉆頭體可拆卸的連接。本實用新型各實施方式中，優(yōu)選地，所述鉆頭體內設置有空腔；所述空腔與所述活動噴嘴相通。本實用新型各實施方式中，優(yōu)選地，所述鉆頭體上設置有刀翼的一端還設置有至少一個水嘴。本實用新型各實施方式中，優(yōu)選地，每個所述刀翼上靠近所述接頭的一端還固定連接有保徑?！け緦嵱眯滦透鲗嵤┓绞街?，優(yōu)選地，所述保徑上還設置有多個輔助切削齒。本實用新型各實施方式中，優(yōu)選地，所述刀翼通過中碳鋼焊條焊接于所述鉆頭體上。本實用新型提供的防泥包PDC鉆頭相比現(xiàn)有技術而言，包括有五個刀翼，五個刀翼上均設置有前排切削齒與后排切削齒，由于在五個刀翼上均設置有兩排切削齒，由于刀翼的數(shù)量只有五個，因此可以相應的增加刀翼的厚度而不會影響排屑槽的寬度，因此刀翼不會在鉆頭轉動的時候破裂；在刀翼上安排兩排切削齒，在不增加刀翼的數(shù)量的前提下，增加了切削齒的安裝數(shù)量，因此這種鉆頭在使用的時候，地層給鉆頭的切削力分散到更多的切削齒，即在切削齒硬度相同的情況下，切削齒越多，所能夠承受的地層所傳來的力也越大，因此能夠被用在硬度更大的地層中。從而本實用新型所提供的防泥包PDC鉆頭較之現(xiàn)有鉆頭，與其他的防泥包PDC鉆頭使用同樣厚度以及數(shù)量的刀翼時，所能夠切削的地層的硬度更大。在本實用新型所提供的防泥包PDC鉆頭中，由于刀翼的數(shù)量只有五個，因此刀翼之間留有較大的縫隙，并且在每一個間隙均設置有至少一個活動噴嘴，活動噴嘴噴出的水平衡分布。刀翼之間的縫隙即為該防泥包PDC鉆頭的排屑槽。當防泥包PDC鉆頭將地下的巖石、泥土等打碎，被打碎的巖石和泥土與從活動噴嘴流出的水混合并形成稀泥，稀泥能夠通過排屑槽被排出防泥包PDC鉆頭的位置，而不會包裹在防泥包PDC鉆頭的外圍，因此本實用新型所提供的防泥包PDC鉆頭大排屑槽的全平衡水力系統(tǒng)設計，增加了防泥包PDC鉆頭在快速鉆進條件下的防泥包能力。

[0029]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一個簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型實施例一、實施例二、實施例三、實施例四以及實施例五所提供的防泥包PDC鉆頭的俯視結構不意圖；圖2是本實用新型實施例四所提供的防泥包PDC鉆頭的橫截面示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。本實用新型所提供的防泥包PDC鉆頭，在其刀翼上設置有前排切削齒和后排切削齒，在刀翼較少的情況下，即只有五個刀翼的時候，增加了主切削齒的數(shù)量，所能夠承受的地層的壓力多，與其他的防泥包PDC鉆頭使用同樣厚度以及數(shù)量的刀翼時，所能夠切削的地層的硬度更大。實施例一:圖1是本實用新型實施例一所提供的防泥包PDC鉆頭的俯視示意圖，參見圖1所示，本實用新型所提供的防泥包PDC鉆頭包括:鉆頭體I和刀翼2 ;所述刀翼2有五個，分別為第一刀翼3、第二刀翼4、第三刀翼5、第四刀翼6以及第五刀翼7 ;每個所述刀翼2上均設置有前排切削齒8以及后排切削齒9 ;所述第一刀翼3上的前排切削齒8包括五個主切削齒10，后排切削齒9包括四個副切`削齒11 ;所述第二刀翼4上的前排切削齒8包括四個主切削齒10，后排切削齒9包括四個副切削齒11 ;所述第三刀翼5上的前排切削齒8包括五個主切削齒10，后排切削齒9包括四個副切削齒11 ;所述第四刀翼6上的前排切削齒8包括七個主切削齒10，后排切削齒9包括四個副切削齒11 ;所述第五刀翼7上的前排切削齒8包括六個主切削齒10，后排切削齒9包括四個副切削齒11。在本實施例一中所提供的防泥包PDC鉆頭中，包括有五個刀翼2，五個刀翼2上均設置有前排切削齒8與后排切削齒9，由于在五個刀翼2上均設置有兩排切削齒，由于刀翼2的數(shù)量只有五個，因此可以相應的增加刀翼2的厚度而不會影響排屑槽的寬度，因此刀翼2不會在鉆頭轉動的時候破裂；在刀翼2上安排兩排切削齒，在不增加刀翼2的數(shù)量的前提下，增加了切削齒的安裝數(shù)量，因此這種鉆頭在使用的時候，地層給鉆頭的切削力分散到更多的切削齒，即在切削齒硬度相同的情況下，切削齒越多，所能夠承受的地層所傳來的力也越大，因此能夠被用在硬度更大的地層中。從而本實用新型所提供的防泥包PDC鉆頭較之現(xiàn)有鉆頭，與其他的防泥包PDC鉆頭使用同樣厚度以及數(shù)量的刀翼時，所能夠切削的地層的硬度更大。實施例二:參見圖1所示，在本實用新型實施例二所提供的防泥包PDC鉆頭中，在上述實施例一的基礎上，五個所述刀翼2成環(huán)形設置于所述鉆頭體I的一端；五個所述刀翼2的分布順序依次為:第一刀翼3、第五刀翼7、第二刀翼4、第四刀翼6以及第三刀翼5。在本實施例二中，將五個刀翼2的分布順序依次分布為:第一刀翼3、第五刀翼7、第二刀翼4、第四刀翼6以及第三刀翼5。即將所述第四刀翼6設置于所述第二刀翼4與所述第三刀翼5之間；所述第五刀翼7設置于所述第一刀翼3與所述第二刀翼4之間。由于第四刀翼6上的前排切削齒8包括有五個主切削齒10，第五刀翼7上的前排切削齒8包括有五個主切削齒10以及一個副切削齒11，數(shù)量均多于第一刀翼3、第二刀翼4以及第三刀翼5，因此容納更多的主切削齒10和副切削齒11的第四刀翼6和第五刀翼7也較之第一刀翼
3、第二刀翼4和第三刀翼5長，因此如果將兩個較長的第四刀翼6和第五刀翼7相鄰放置的時候，第四刀翼6和第五刀翼7的端部可能會抵觸在一起，或者第四刀翼6和第五刀翼7之間的距離太小，縫隙小，從而影響防泥包PDC鉆頭的鉆進效果和效率，因此使用第二刀翼4將第四道義8和第五刀翼7分開，使得第四刀翼6和第五刀翼7之間留有足夠的距離，從而能夠使得該防泥包PDC鉆頭在使用的時候，處于鉆頭體軸線位置的地層被第四刀翼6和第五刀翼7切削，增加了防泥包PDC鉆頭切削的效果。當然，在本實施例二中，還可以使用第一刀翼3或者第三刀翼5將第四刀翼6和第五刀翼7分隔開，同樣能夠達到一樣的技術效果。實施例三:參見圖1所示，在本實用新型實施例三所提供的防泥包PDC鉆頭中，在上述實施例一和實施例二的基礎上，每個所述主切削齒10的切削面與所述副切削齒11的切削面均與垂直于所述鉆頭體I的軸線的平面成預設的角度。在本實施例三中，一般的，主切削齒10和副切削齒11均為子彈型或者圓柱形，所述主切削齒10的切削面以及所述副切削齒11的切削面即為子彈型或圓柱形主切削齒10和副切削齒11的圓形面，將每個所述主切削齒10的切削面與所述副切削齒11的切削面均與垂直于所述鉆頭體I的·軸線的平面成預設的角度，即為了能夠使得主切削齒10和副切削齒11的切削面能夠在鉆井的時候能夠和地層更好的接觸，即將主切削齒10和副切削齒11的切削面的一側邊緣凸出，不需要為主切削齒10和副切削齒11施加太大的沿鉆頭體I的軸線的壓力，即可以輕松切入地層中，增加了防泥包PDC鉆頭的自銳性，進而提高使用該防泥包PDC鉆頭鉆井時的效率。實施例四:參見圖1和圖2所示，本實用新型實施例四所提供的防泥包PDC鉆頭，在上述三個實施例的基礎上，所述鉆頭體I上還設置有活動噴嘴12 ;每兩個相鄰的所述刀翼2之間設置有至少一個所述活動噴嘴12。在本實施例四中，由于防泥包PDC鉆頭在高速旋轉對底層進行切削的過程，即為防泥包PDC鉆頭和地層不斷摩擦的過程，在這個過程中，會產生大量的摩擦熱，當這個熱量過高的時候，使得防泥包PDC鉆頭的溫度過高，會使得防泥包PDC鉆頭的性狀發(fā)生改變，容易造成防泥包PDC鉆頭的損壞，而主要產生熱量的部分即為刀翼2以及設置在刀翼上的主切削齒10和副切削齒11，因此在鉆頭提I上設置活動噴嘴12，且將活動噴嘴12設置在刀翼2之間，在使該防泥包PDC鉆頭進行鉆井的時候，水流從活動噴嘴12流出，實現(xiàn)了對防泥包PDC鉆頭的冷卻，且將防泥包PDC鉆頭切下的地層碎屑由刀翼2之間的排屑槽中排出，使得防泥包PDC鉆頭的使用更加的安全，增加防泥包PDC鉆頭的使用壽命。在本實施例四中，由于刀翼2的數(shù)量只有五個，因此刀翼2之間留有較大的縫隙，并且在每一個縫隙均設置有至少一個活動噴嘴12，活動噴嘴12噴出的水平衡分布。刀翼2之間的縫隙即為該防泥包PDC鉆頭的排屑槽。當防泥包PDC鉆頭將地下的巖石、泥土等打碎，被打碎的巖石和泥土與從活動噴嘴12流出的水混合并形成稀泥，稀泥能夠通過排屑槽被排出防泥包PDC鉆頭的位置，而不會包裹在防泥包PDC鉆頭的外圍，因此本實用新型所提供的防泥包PDC鉆頭大排屑槽的全平衡水力系統(tǒng)設計，增加了防泥包PDC鉆頭在快速鉆進條件下的防泥包能力。在本實施例四中，所述活動噴嘴12與所述鉆頭體I可拆卸的連接。由于防泥包PDC鉆頭應用的場合不同，因此其工作時的鉆速不同，從而造成防泥包PDC鉆頭在不同的場合使用的時候，產生的熱量也不一樣，并且在成了排屑量都不一樣，因此當防泥包PDC鉆頭的鉆速高，排屑量大時，需要更多的水從活動噴嘴12噴出，這就需要活動噴嘴12相對較大，一旦防泥包PDC鉆頭的鉆速低，排屑量小時，則需要的水也少，因此活動噴嘴12相對也較小。因此將活動噴嘴12可拆卸的連接在鉆頭體I上，用戶可以根據(jù)自己的實際需求對活動噴嘴12進行更換，從而方便了用戶的使用。在本實施例四中，所述鉆頭體I內設置有空腔13 ;所述空腔13與所述活動噴嘴12相通。由于防泥包PDC鉆頭是與鉆桿連接起來的，鉆桿的轉動帶動防泥包PDC鉆頭的轉動，冷卻用的水由鉆桿中的輸水通道傳輸給鉆頭體I上的空腔13，再由于空腔13相通的活動噴嘴12噴出，從而達到為防泥包PDC鉆頭冷卻的目的。在本實施例四中，所述鉆頭體I上設置有刀翼2的一端還設置有至少一個水嘴。該水嘴起到與活動噴嘴12相同的作用。由于活動噴嘴12的安裝部位的大小都是有限的，因此造成了限制了活動噴嘴12的 出水量，即將活動噴嘴12縮小可以，增大則有一定的限制，因此在鉆頭體I上設置了至少一個水嘴，水嘴主要起到出水的作用，在活動噴嘴12的出水量不夠的情況下進行補充，并且利用活動噴嘴12和水嘴相結合，能夠更好地對出水量進行調節(jié)。實施例五:參見圖1所示，本實用新型實施例五所提供的防泥包PDC鉆頭中，在上述四個實施例的基礎上，每個所述刀翼2上還固定連接有保徑14。在本實施例五中，由于防泥包PDC鉆頭在高速轉動的過程中，由于刀翼2、主切削齒10和副切削齒11要對地層實現(xiàn)切削，在這個過程中，由于防泥包PDC鉆頭還要受到沿著鉆頭提I的軸線延伸的力，因此可能會造成鉆頭的歪斜，造成所鉆井變歪，影響鉆井的效果，因此在每個刀翼5上連接了保徑14，五個保徑14的外周面均在一個圓通上，并且與刀翼2的最外圍的周免所在的圓的直徑相同，保證了防泥包PDC鉆頭不會歪斜。在本實施例五種，所述保徑14上還設置有多個輔助切削齒15。由于防泥包PDC鉆頭在鉆井的過程中，所鉆出的井壁是有多個凸起的，因此當起鉆，即將防泥包PDC鉆頭從鉆井中取出的時候可能會遇到凸起的卡阻，因此在保徑14上設置了多個輔助切削齒15，能夠在刀翼2上的主切削齒10以及副切削齒11實現(xiàn)鉆井后，將已經(jīng)鉆井的位置的卡阻也切削掉，避免起鉆時的卡阻。在上述五個實施例中，所述刀翼2通過中碳鋼焊條焊接于所述鉆頭體I上。由于刀翼2是焊接在鉆頭體I上的時候，即將刀翼2將鉆頭體I固定，屬于固定齒鉆頭，從而該防泥包PDC鉆頭在鉆井時不會因為刀翼2的脫落而導致危險，可靠性更高。最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和 范圍。
權利要求1.一種防泥包聚晶金剛石復合片PDC鉆頭，其特征在于，包括:鉆頭體和刀翼； 所述刀翼有五個，分別為第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼以及第五刀翼； 每個所述刀翼上均設置有前排切削齒以及后排切削齒； 所述第一刀翼上的前排切削齒包括五個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒； 所述第二刀翼上的前排切削齒包 括四個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒； 所述第三刀翼上的前排切削齒包括五個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒； 所述第四刀翼上的前排切削齒包括七個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒； 所述第五刀翼上的前排切削齒包括六個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒。
2.根據(jù)權利要求1所述的防泥包roc鉆頭，其特征在于，五個所述刀翼成環(huán)形設置于所述鉆頭體的一端； 五個所述刀翼的分布順序依次為:第一刀翼、第五刀翼、第二刀翼、第四刀翼以及第三刀翼。
3.根據(jù)權利要求1所述的防泥包roc鉆頭，其特征在于，每個所述主切削齒的切削面與所述副切削齒的切削面均與垂直于所述鉆頭體的軸線的平面成預設的角度。
4.根據(jù)權利要求1所述的防泥包roc鉆頭，其特征在于，所述鉆頭體上還設置有多個活動噴嘴； 每兩個相鄰的所述刀翼之間設置有至少一個所述活動噴嘴。
5.根據(jù)權利要求4所述的防泥包roc鉆頭，其特征在于，所述活動噴嘴與所述鉆頭體可拆卸的連接。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的防泥包PDC鉆頭，其特征在于，所述鉆頭體內設置有空腔；所述空腔與所述活動噴嘴相通。
7.根據(jù)權利要求6所述的防泥包roc鉆頭，其特征在于，所述鉆頭體上設置有刀翼的一端還設置有至少一個水嘴。
8.根據(jù)權利要求1-5任意一項所述的防泥包roc鉆頭，其特征在于，每個所述刀翼上還固定連接有保徑。
9.根據(jù)權利要求8所述的防泥包roc鉆頭，其特征在于，所述保徑上還設置有多個輔助切削齒。
10.根據(jù)權利要求1-5任意一項所述的防泥包PDC鉆頭，其特征在于，所述刀翼通過中碳鋼焊條焊接于所述鉆頭體上。
專利摘要本實用新型涉及機械領域，尤其是涉及一種防泥包PDC鉆頭包括鉆頭體和刀翼；所述刀翼有五個，分別為第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼以及第五刀翼；每個所述刀翼上均設置有前排切削齒以及后排切削齒；第一刀翼上的前排切削齒包括五個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒；第二刀翼上的前排切削齒包括四個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒；第三刀翼上的前排切削齒包括五個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒；第四刀翼上的前排切削齒包括七個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒；第五刀翼上的前排切削齒包括六個主切削齒，后排切削齒包括四個副切削齒。該防泥包PDC鉆頭能夠使用在硬度更高的地層中。
文檔編號E21B10/60GK203129962SQ201320156830
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月1日 優(yōu)先權日2013年4月1日
發(fā)明者崔志斌, 鄒義聯(lián), 張喜民, 孟喆, 宋迎春, 王吉現(xiàn), 劉偉偉 申請人:滄州格銳特鉆頭有限公司