一种基于非平面结合的PDC加强齿的单牙轮钻头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于非平面结合的PDC加强齿的单牙轮钻头，它包括钻头本体（1）和牙轮（2），牙轮（2）上分布有布齿带（5），布齿带（5）上设有齿孔，牙轮（2）布齿面包括主切削区（9）和辅助切削区（10），布齿带（5）上位于主切削区（9）内的齿孔内镶焊有非平面结合的PDC加强齿（3），布齿带（5）上位于辅助切削区（10）内的齿孔内镶有硬质合金锥球齿（4）。本实用新型专利技术的有益效果：采用硬质合金锥球齿与非平面结合的PDC加强齿相搭配的牙齿，通过合理布置牙齿在牙轮布齿带上的结构角度，使主切削区的牙齿耐磨性更强，使单牙轮钻头可应用于较硬及研磨性的地层，牙轮采用圈状交错布齿，可消除切削死点，提高钻头的破岩效率和寿命。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于石油、矿山、地质钻探及地热开采等领域的单牙轮钻头，特别是一种基于非平面结合的PDC加强齿的单牙轮钻头。
技术介绍
单牙轮钻头以较高的机械钻速获得钻井界的青睐，并成为小井眼、侧钻及深井钻井提速中的主选钻头。目前应用的单牙轮钻头主要由牙轮和钻头体等部分组成，牙轮上的切削齿一般采用硬质合金镶齿，呈纵排或螺旋形布置于牙轮上。单牙轮钻头主要依赖牙齿的刮挤、剪切加扭切方式破碎岩石，牙齿以变角度压入岩石；牙轮上不同位置的齿在井底形成网状的刮切运动轨迹，从而完成对井底岩石的全面覆盖。刮切的破岩方式要求单牙轮钻头的牙齿具有较强的耐磨性，但是牙轮上的牙齿一般为硬质合金镶齿，牙齿的耐磨能力不足，因此，牙齿的磨损寿命较短是制约单牙轮钻头使用寿命的主要因素。PDC钻头主要以刮挤、剪切方式破碎岩石，牙齿以定角度切入破碎岩石，PDC切削齿的主要组成部分是聚晶金刚石复合片，一般为圆柱形，PDC齿出色的耐磨性使切削齿刃口的钝化速度大大减缓。室内实验研宄表明:普通的PDC齿直接应用于单牙轮钻头有缺陷，其原因是不能克服单牙轮钻头在变角度切削过程中产生的平行于滚压面的剪切力，这会导致普通PDC齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于非平面结合的PDC加强齿的单牙轮钻头，它包括钻头本体（1）和牙轮（2），牙轮（2）布齿面为半径为R的球形面，牙轮轴线（6）与钻头本体轴线（7）间存在夹角β，牙轮（2）上具有与钻头本体（1）相配合的牙轮端面（8），牙轮（2）中心到牙轮端面（8）的距离为L，以牙轮（2）布齿面上任意一点到牙轮端面（8）的垂直距离为hm，其特征在于：所述的牙轮（2）布齿面上纵向设置有至少五个布齿带（5），布齿带（5）呈螺旋状或直条状，布齿带（5）上设有齿孔，牙轮（2）布齿面包括主切削区（9）和辅助切削区（10），牙轮（2）布齿面上L‑Rsinβ≤hm≤L+Rsinβ的点形成区域为主切削区（9），牙轮（2）布齿...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张德荣，孔春岩，常十梨，冯文荣，周威，陈颖，孙林平，岳华伟，谢武君，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川;51