鋼體微斜四刀翼pdc鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及鋼體PDC鉆頭【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭；其包括鉆頭本體、傾斜刀翼和切削齒；在鉆頭本體上圓周設(shè)置有四個(gè)外緣向右偏轉(zhuǎn)的傾斜刀翼，傾斜刀翼的剖面外輪廓呈中等拋物線狀；相鄰傾斜刀翼之間形成流道；在傾斜刀翼上沿其右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有切削齒。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便；通過(guò)優(yōu)化鉆頭刀翼的外輪廓剖面，刀翼數(shù)量，切削齒的分布及噴嘴水孔和流道，增加一種新型高效的PDC鉆頭；本實(shí)用新型作為定向PDC鉆頭，應(yīng)用于某個(gè)指定的勘探區(qū)塊時(shí)，能夠提高了鉆頭機(jī)械鉆速和進(jìn)尺，改善了鉆頭井底工作環(huán)境，提高了鉆頭使用壽命和鉆井效率，降低了鉆井成本。
【專利說(shuō)明】鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋼體PDC鉆頭【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆頭是聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭的簡(jiǎn)稱，是石油鉆井行業(yè)常用的一種鉆井工具；通常在選用PDC鉆頭時(shí)，要根據(jù)勘探區(qū)塊的地層巖性、溫度、井眼曲率等多項(xiàng)參數(shù)選擇適用于該勘探區(qū)塊鉆進(jìn)的定向PDC鉆頭，由于勘探區(qū)塊的地層變化的多樣性，需要大量不同規(guī)格的PDC鉆頭來(lái)適用于各種復(fù)雜的地層；而現(xiàn)有的PDC鉆頭的種類少，無(wú)法滿足該使用需求；如果在鉆井過(guò)程中選用非定向的PDC鉆頭，可能存在機(jī)械鉆速較低、穿夾層能力弱，不容易控制井斜和水利結(jié)構(gòu)不合理等問(wèn)題，造成鉆頭泥包、切削齒熱龜裂、鉆頭碳化鎢層及切削齒基座被沖蝕等現(xiàn)象發(fā)生；嚴(yán)重影響鉆井工作效率，加大鉆井成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供了一種鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決PDC鉆頭的種類少，無(wú)法滿足各種地層鉆進(jìn)需求；同時(shí)在鉆井過(guò)程選用非定向的PDC鉆頭，會(huì)嚴(yán)重影響鉆井工作效率，加大鉆井成本的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭，包括鉆頭本體、傾斜刀翼和切削齒；在鉆頭本體上圓周設(shè)置有四個(gè)外緣向右偏轉(zhuǎn)的傾斜刀翼，傾斜刀翼的剖面外輪廓呈中等拋物線狀；相鄰傾斜刀翼之間形成流道；在傾斜刀翼上沿其右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有切削齒，四個(gè)傾斜刀翼根據(jù)切削齒的數(shù)量和長(zhǎng)短分為鑲嵌有九顆切削齒的第一長(zhǎng)刀翼、鑲嵌有六顆切削齒的第一短刀翼、鑲嵌有八顆切削齒的第二長(zhǎng)刀翼和鑲嵌有六顆切削齒的第二短刀翼；第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼按順時(shí)針圓周分布在鉆頭本體上；在鉆頭本體的內(nèi)部有鉆頭內(nèi)孔，在鉆頭本體上分布有與鉆頭內(nèi)孔相通的至少三個(gè)噴嘴水孔；第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼的下部外側(cè)分別設(shè)有保徑面。
[0005]下面是對(duì)上述實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0006]上述第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼在鉆頭本體上的分布角度可依次為 0° UOO0、175。、263。。
[0007]上述鉆頭本體上可分布有6個(gè)噴嘴水孔；6個(gè)噴嘴水孔包括第一噴嘴水孔、第二噴嘴水孔、第三噴嘴水孔、第四噴嘴水孔、第五噴嘴水孔和第六噴嘴水孔；在第一長(zhǎng)刀翼與第一短刀翼之間的鉆頭本體上設(shè)有第一噴嘴水孔，第一噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第一短刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；在第一短刀翼與第二長(zhǎng)刀翼之間的鉆頭本體上由上至下間隔設(shè)有第二噴嘴水孔和第三噴嘴水孔，第二噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第二長(zhǎng)刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第三噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第二長(zhǎng)刀翼內(nèi)端的第三切削齒與第四切削齒之間；在第二長(zhǎng)刀翼與第二短刀翼之間的鉆頭本體上設(shè)有第四噴嘴水孔，第四噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第二短刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；在第二短刀翼與第一長(zhǎng)刀翼之間的鉆頭本體上由上至下間隔設(shè)有第五噴嘴水孔和第六噴嘴水孔；第五噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第一長(zhǎng)刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第六噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第一長(zhǎng)刀翼內(nèi)端的第三切削齒與第四切削齒之間。
[0008]上述第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼的保徑面的外端面上可分別垂直設(shè)有個(gè)10個(gè)耐磨齒；或/和，在第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼的保徑面上沿右側(cè)外曲線分別間隔設(shè)置有4個(gè)保徑切削齒；保徑切削齒的仰角為20°。
[0009]上述分別鑲嵌在第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼上的切削齒仰角角度可從鉆頭本體中心由內(nèi)向外依次從15°遞增至20°。
[0010]上述鉆頭本體下端可固定安裝有連接接頭，在連接接頭的下部有外螺紋；或/和，切削齒采用19毫米復(fù)合片。
[0011]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便；通過(guò)優(yōu)化鉆頭刀翼的外輪廓剖面，刀翼數(shù)量，切削齒的分布及噴嘴水孔和流道，增加一種新型高效的PDC鉆頭；本實(shí)用新型作為定向PDC鉆頭，應(yīng)用于某個(gè)指定的勘探區(qū)塊時(shí)，能夠提高了鉆頭機(jī)械鉆速和進(jìn)尺，改善了鉆頭井底工作環(huán)境，提高了鉆頭使用壽命和鉆井效率，降低了鉆井成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖2為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖中的編碼分別為:1為鉆頭本體，2為切削齒,3為第一長(zhǎng)刀翼,4為第一短刀翼，5為第二長(zhǎng)刀翼，6為第二短刀翼，7為第一噴嘴水孔，8為第二噴嘴水孔，9為第三噴嘴水孔，10為第四噴嘴水孔，11為第五噴嘴水孔，12為第六噴嘴水孔，13為保徑面，14為耐磨齒，15為保徑切削齒，16為連接接頭。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案與實(shí)際情況來(lái)確定具體的實(shí)施方式。
[0016]在本實(shí)用新型中，為了便于描述，各部件的相對(duì)位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說(shuō)明書(shū)附圖1的布圖方式來(lái)進(jìn)行描述的，如:上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說(shuō)明書(shū)附圖1的布圖方向來(lái)確定的。
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0018]如附圖、所示，該鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭包括鉆頭本體1、傾斜刀翼和切削齒2 ；在鉆頭本體I上圓周設(shè)置有四個(gè)外緣向右偏轉(zhuǎn)的傾斜刀翼，傾斜刀翼的剖面外輪廓呈中等拋物線狀；相鄰傾斜刀翼之間形成流道；在傾斜刀翼上沿其右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有切削齒2，四個(gè)傾斜刀翼根據(jù)切削齒2的數(shù)量和長(zhǎng)短分為鑲嵌有九顆切削齒2的第一長(zhǎng)刀翼3、鑲嵌有六顆切削齒2的第一短刀翼4、鑲嵌有八顆切削齒2的第二長(zhǎng)刀翼5和鑲嵌有六顆切削齒2的第二短刀翼6 ;第一長(zhǎng)刀翼3、第一短刀翼4、第二長(zhǎng)刀翼5和第二短刀翼6按順時(shí)針圓周分布在鉆頭本體I上；在鉆頭本體I的內(nèi)部有鉆頭內(nèi)孔，在鉆頭本體I上分布有與鉆頭內(nèi)孔相通的至少三個(gè)噴嘴水孔；第一長(zhǎng)刀翼3、第一短刀翼4、第二長(zhǎng)刀翼5和第二短刀翼6的下部外側(cè)分別設(shè)有保徑面13。切削齒2采用金剛石復(fù)合片，其具有高硬度、高耐磨性的特點(diǎn)，適用于制造切削刀具、鉆井鉆頭及其他耐磨工具；在本實(shí)用新型中將刀翼設(shè)計(jì)成不同長(zhǎng)度的長(zhǎng)短刀翼，當(dāng)轉(zhuǎn)矩從鉆頭本體I中心向外以螺旋方式延展時(shí)，通過(guò)力不平衡打破了徑向渦動(dòng)和聲，減小刀翼上復(fù)合片的徑向切削阻力，增加切削速度，提高切削效率；在流道中的噴嘴水孔保證了切削齒2得到及時(shí)冷卻，同時(shí)鉆頭本體I和傾斜刀翼得到很好的沖洗；巖屑能夠被及時(shí)沖出，避免了重復(fù)切削；根據(jù)上述對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及效果說(shuō)明，在現(xiàn)有的PDC鉆頭基礎(chǔ)上，增加了一種高效的PDC鉆頭；本實(shí)用新型可作為一種定向PDC鉆頭，應(yīng)用于某個(gè)指定的勘探區(qū)塊；針對(duì)該指定勘探區(qū)塊，使用本實(shí)用新型進(jìn)行鉆井時(shí)不僅能夠滿足基本鉆井要求，還可提聞了鉆頭機(jī)械鉆速和進(jìn)尺，改善了鉆頭井底工作環(huán)境，提聞了鉆頭使用壽命和鉆井效率，降低了鉆井成本。
[0019]可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)上述鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0020]如附圖1、2所示，第一長(zhǎng)刀翼3、第一短刀翼4、第二長(zhǎng)刀翼5和第二短刀翼6在鉆頭本體I上的分布角度依次為0° UOO0、175°、263°。這樣使傾斜刀翼和切削齒2的分布更合理，使其具有良好的切削效果，切削效率高。
[0021]如附圖所示,鉆頭本體I上分布有6個(gè)噴嘴水孔；6個(gè)噴嘴水孔包括第一噴嘴水孔7、第二噴嘴水孔8、第三噴嘴水孔9、第四噴嘴水孔10、第五噴嘴水孔11和第六噴嘴水孔12 ;在第一長(zhǎng)刀翼3與第一短刀翼4之間的鉆頭本體I上設(shè)有第一噴嘴水孔7，第一噴嘴水孔7的延長(zhǎng)線介于第一短刀翼4內(nèi)端的第一切削齒2與第二切削齒2之間；在第一短刀翼4與第二長(zhǎng)刀翼5之間的鉆頭本體I上由上至下間隔設(shè)有第二噴嘴水孔8和第三噴嘴水孔9，第二噴嘴水孔8的延長(zhǎng)線介于第二長(zhǎng)刀翼5內(nèi)端的第一切削齒2與第二切削齒2之間；第三噴嘴水孔9的延長(zhǎng)線介于第二長(zhǎng)刀翼5內(nèi)端的第三切削齒2與第四切削齒2之間；在第二長(zhǎng)刀翼5與第二短刀翼6之間的鉆頭本體I上設(shè)有第四噴嘴水孔10，第四噴嘴水孔10的延長(zhǎng)線介于第二短刀翼6內(nèi)端的第一切削齒2與第二切削齒2之間；在第二短刀翼6與第一長(zhǎng)刀翼3之間的鉆頭本體I上由上至下間隔設(shè)有第五噴嘴水孔11和第六噴嘴水孔12 ；第五噴嘴水孔11的延長(zhǎng)線介于第一長(zhǎng)刀翼3內(nèi)端的第一切削齒2與第二切削齒2之間；第六噴嘴水孔12的延長(zhǎng)線介于第一長(zhǎng)刀翼3內(nèi)端的第三切削齒2與第四切削齒2之間。沖洗水柱沿噴嘴水孔的延長(zhǎng)線沖洗鉆頭冠部的切削齒2，有效防止鉆頭泥包，沖洗效果好。
[0022]如附圖1所示，在第一短刀翼4、第二長(zhǎng)刀翼5和第二短刀翼6的保徑面13的外端面上分別垂直設(shè)有個(gè)10個(gè)耐磨齒14 ;或/和,在第一長(zhǎng)刀翼3、第一短刀翼4、第二長(zhǎng)刀翼5和第二短刀翼6的保徑面13上沿右側(cè)外曲線分別間隔設(shè)置有4個(gè)保徑切削齒15 ;保徑切削齒15的仰角為20°。耐磨齒14和保徑切削齒15能夠增強(qiáng)保徑強(qiáng)度，減小保徑面13磨損，保證鉆井井眼的尺寸。
[0023]如附圖1所示，分別鑲嵌在第一長(zhǎng)刀翼3、第一短刀翼4、第二長(zhǎng)刀翼5和第二短刀翼6上的切削齒仰角角度從鉆頭本體中心由內(nèi)向外依次從15°遞增至20°。這樣可提高鉆探效果，同時(shí)保護(hù)切削齒2，節(jié)約成本。
[0024]如附圖1所示，在鉆頭本體I下端固定安裝有連接接頭16，在連接接頭16的下部有外螺紋。
[0025]如附圖1所示，切削齒2采用19毫米復(fù)合片。
[0026]以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來(lái)滿足不同情況的需求。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭，其特征在于包括鉆頭本體、傾斜刀翼和切削齒；在鉆頭本體上圓周設(shè)置有四個(gè)外緣向右偏轉(zhuǎn)的傾斜刀翼，傾斜刀翼的剖面外輪廓呈中等拋物線狀；相鄰傾斜刀翼之間形成流道；在傾斜刀翼上沿其右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有切削齒，四個(gè)傾斜刀翼根據(jù)切削齒的數(shù)量和長(zhǎng)短分為鑲嵌有九顆切削齒的第一長(zhǎng)刀翼、鑲嵌有六顆切削齒的第一短刀翼、鑲嵌有八顆切削齒的第二長(zhǎng)刀翼和鑲嵌有六顆切削齒的第二短刀翼；第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼按順時(shí)針圓周分布在鉆頭本體上；在鉆頭本體的內(nèi)部有鉆頭內(nèi)孔，在鉆頭本體上分布有與鉆頭內(nèi)孔相通的至少三個(gè)噴嘴水孔；第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼的下部外側(cè)分別設(shè)有保徑面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼體微斜四刀翼roc鉆頭，其特征在于第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼在鉆頭本體I上的分布角度依次為O。UOO0、175°、263°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭，其特征在于鉆頭本體上分布有6個(gè)噴嘴水孔；6個(gè)噴嘴水孔包括第一噴嘴水孔、第二噴嘴水孔、第三噴嘴水孔、第四噴嘴水孔、第五噴嘴水孔和第六噴嘴水孔；在第一長(zhǎng)刀翼與第一短刀翼之間的鉆頭本體上設(shè)有第一噴嘴水孔，第一噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第一短刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；在第一短刀翼與第二長(zhǎng)刀翼之間的鉆頭本體上由上至下間隔設(shè)有第二噴嘴水孔和第三噴嘴水孔，第二噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第二長(zhǎng)刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第三噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第二長(zhǎng)刀翼內(nèi)端的第三切削齒與第四切削齒之間；在第二長(zhǎng)刀翼與第二短刀翼之間的鉆頭本體上設(shè)有第四噴嘴水孔，第四噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第二短刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；在第二短刀翼與第一長(zhǎng)刀翼之間的鉆頭本體上由上至下間隔設(shè)有第五噴嘴水孔和第六噴嘴水孔；第五噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第一長(zhǎng)刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二 切削齒之間；第六噴嘴水孔的延長(zhǎng)線介于第一長(zhǎng)刀翼內(nèi)端的第三切削齒與第四切削齒之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭，其特征在于第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼的保徑面的外端面上分別垂直設(shè)有個(gè)10個(gè)耐磨齒；或/和，在第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼的保徑面上沿右側(cè)外曲線分別間隔設(shè)置有4個(gè)保徑切削齒；保徑切削齒的仰角為20°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼體微斜四刀翼roc鉆頭，其特征在于第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼的保徑面的外端面上分別垂直設(shè)有個(gè)10個(gè)耐磨齒；或/和，在第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼的保徑面上沿右側(cè)外曲線分別間隔設(shè)置有4個(gè)保徑切削齒；保徑切削齒的仰角為20°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭，其特征在于分別鑲嵌在第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼上的切削齒仰角角度從鉆頭本體中心由內(nèi)向外依次從15°遞增至20°。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭，其特征在于分別鑲嵌在第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼上的切削齒仰角角度從鉆頭本體中心由內(nèi)向外依次從15°遞增至20°。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭，其特征在于分別鑲嵌在第一長(zhǎng)刀翼、第一短刀翼、第二長(zhǎng)刀翼和第二短刀翼上的切削齒仰角角度從鉆頭本體中心由內(nèi)向外依次從15°遞增至20°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼體微斜四刀翼PDC鉆頭，其特征在于鉆頭本體下端固定安裝有連接接頭，在連接接頭的下部有外螺紋；或/和，切削齒采用19毫米復(fù)合片。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋼體微斜四刀翼roc鉆頭，其特征在于鉆頭本體下端固定安裝有連接接頭，在連接接頭的下部有外螺紋；或/和，切削齒采用19毫米復(fù)合片。
【文檔編號(hào)】E21B10/43GK203701987SQ201320881171
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】曾衛(wèi)林, 張 杰 申請(qǐng)人:克拉瑪依市新鋒銳金剛石鉆頭制造有限公司