切削齿及具有其的PDC钻头制造技术

本发明专利技术公开一种切削齿及具有其的PDC钻头，其中，所述切削齿包括柱体结构的基体，所述基体的端部形成有铲入部，所述铲入部包括：沿所述基体的壁面延伸的第一侧面；形成于所述基体的顶面的铲面，从所述主铲刃向与所述主铲刃相对的所述基体的壁面倾斜延伸；形成于所述铲面的主铲刃；其中所述铲面具有铲顶和铲底，所述铲顶距所述基体的底面的距离为铲顶高度，所述铲底距所述基体的底面的距离为铲底高度，所述铲顶高度大于所述铲底高度。本发明专利技术提供的切削齿与岩层接触的面积非常小，切削压强非常大，很容易扎入岩层并将岩层裂开，速度快，效率高，提高了切削齿的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石油钻井技术，具体而言，涉及一种切削齿。本专利技术还涉及一种PDC钻头。
技术介绍
传统的石油钻井用的PDC钻头，其切削齿通常为圆柱横齿、圆柱立齿和尖齿，虽然上述形式的切削齿在石油钻井的历史长河中发挥了重要的作用，然而，上述形式的切削齿仍然存在着不足。具体如下：①圆柱横齿：圆柱横齿与岩石的接触面积较大，切削阻力大，不易切入地层，因此易崩碎复合片；②除此，圆柱横齿磨损快，切削效率低，随着复合片的磨损，切削面迅速由立体圆角逐渐变成平角，钻头切削的面积逐渐增大，切削压强降低，使进给量不断减小，钻头弧顶逐渐变小，使钻头很快失去切削能力；③圆柱立齿的金刚石层厚度偏低，使用寿命较短，切削效果差。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种切削齿，以提高切削齿的使用寿命。本专利技术的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种PDC钻头，以通过提高切削齿的使用寿命来提高PDC钻头的使用寿命。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：根据本专利技术的一个方面，提供了一种所述切削齿包括柱体结构的基体，所述基体的端部形成有铲入部，所述铲入部包括：第一侧面，所述第一侧面沿所述基体的壁面延伸；主铲刃，所述主铲刃为所述第一侧面的一部分；铲面，所述铲面从所述主铲刃向与所述主铲刃相对的所述基体的壁面倾斜延伸，其中所述铲面具有铲顶和铲底，所述铲顶距所述基体的底面的距离为铲顶高度，所述铲底距所述基体的底面的距离为铲底高度，所述铲顶高度大于所述铲底高度。根据本专利技术的一实施方式，其中所述切削齿包括柱体结构的基体，所述基体的端部形成有铲入部，所述铲入部包括；第一侧面，所述第一侧面沿所述基体的壁面延伸；铲面，所述铲面从与所述第一侧面相对的所述基体的壁面向所述第一侧面倾斜延伸，以在靠近所述第一侧面处形成一个具有棱边的尖端，所述棱边为主铲刃，其中所述铲面具有铲顶和铲底，所述铲顶距所述基体的底面的距离为铲顶高度，所述铲底距所述基体的底面的距离为铲底高度，所述铲顶高度大于所述铲底高度。根据本专利技术的一实施方式，其中所述铲面为曲面或由多个平面相互连接组成。根据本专利技术的一实施方式，其中所述铲入部还包括：第二侧面，所述第二侧面与所述基体的底面呈第一夹角；第三侧面，所述第三侧面与所述基体的底面呈第二夹角；所述第二侧面和所述第三侧面相互间隔设置且分别位于所述铲面两侧，所述铲面设置于所述第二侧面和所述第三侧面之间。根据本专利技术的一实施方式，其中所述铲顶高度H2的范围为5mm≤H2≤20mm，所述铲底高度H1的范围为3mm≤H1≤18mm。根据本专利技术的一实施方式，其中所述铲入部的外表面上设置有聚晶层。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供一种PDC钻头，所述PDC钻头包括：钻头本体；切削齿，所述切削齿设置于所述钻头本体上；其中，所述切削齿包括：主切削齿，所述主切削齿为本专利技术提供的切削齿，所述主切削齿设置于所述钻头本体的冠部的顶面；保径齿，所述保径齿设置于所述钻头本体的冠部的外周面。根据本专利技术的一实施方式，其中所述PDC钻头还包括切削刀翼，所述切削刀翼从所述钻头本体的冠部的顶面向所述钻头本体的冠部的外周面延伸，所述主切削齿和所述保径齿分别设置于所述切削刀翼上。根据本专利技术的一实施方式，其中所述主切削齿在所述切削刀翼上具有侧偏角或负前角，其中所述侧偏角为γ，所述负前角为β，所述侧偏角和所述负前角的范围为：0°＜γ≤20°，0°＜β≤20°。根据本专利技术的一实施方式，其中所述PDC钻头还包括水槽，所述水槽设置于相邻的所述切削刀翼之间，所述水槽中设置有喷嘴，所述喷嘴与水源连通。根据本专利技术的一实施方式，其中所述切削刀翼包括：第一直线段，所述第一直线段从所述冠部的靠近中心位置向边缘沿斜向上方向延伸，所述第一直线段具有尾端，所述尾端靠近所述边缘；第二直线段，所述第二直线段从所述冠部的所述顶面向所述冠部的底部延伸，所述第二直线段与所述基体的中心轴线平行，所述第二直线段具有首端，所述首端靠近所述顶面；圆弧段，所述圆弧段设置于所述第一直线段的所述尾端和所述第二直线段的所述首端之间，所述圆弧段向外突出，其中所述第一直线段与所述基体的底面的夹角为0°-45°。根据本专利技术的一实施方式，其中所述PDC钻头还包括保护齿，所述保护齿设置于所述主切削齿和所述保径齿之间。根据本专利技术的一实施方式，其中所述保径齿为半圆柱面结构或半圆形平面结构。由上述技术方案可知，本专利技术的切削齿和PDC钻头的优点和积极效果在于：本专利技术提供的切削齿与岩层接触的面积非常小，切削压强非常大，很容易扎入岩层并将岩层裂开，速度快，效率高，由于该铲入部在经过磨损之后，仍能保持主铲刃与岩层之间具有较小的接触面积，从而提高了切削齿的使用寿命，有效地克服或避免上述现有技术中存在的缺点或不足。更进一步地，通过使用上述切削齿，使具有上述切削齿的PDC钻头能够延长使用寿命。附图说明通过结合附图考虑以下对本专利技术的优选实施例的详细说明，本专利技术的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本专利技术的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：图1是根据一示例性实施方式示出的一种切削齿的主视图。图2是根据一示例性实施方式示出的一种切削齿的左视图。图3是根据一示例性实施方式示出的一种切削齿的右视图。图4是根据一示例性实施方式示出的一种PDC钻头的主视图。图5是根据一示例性实施方式示出的一种PDC钻头的俯视图。图6是根据一示例性实施方式示出的一种PDC钻头的剖面图。图7是根据一示例性实施方式示出的一种PDC钻头的切削齿的侧偏角。图8是根据一示例性实施方式示出的一种PDC钻头的切削齿的负前角。图9是根据一示例性实施方式示出的一种切削齿的工作状态示意图。图10是图9中的切削齿的纵向剖面图。图11是现有技术中的切削齿的工作状态示意图。其中，附图标记说明如下：1、钻头本体； 2、主切削齿； 3、保护齿；4、保径齿； 5、切削刀翼； 6、喷嘴；7、主铲刃； 8、铲面； 9、第一侧面；10、第二侧面； 11、第三侧面； 21、基体；γ、侧偏角； β、负前角； 夹角；H1、铲底高度； H2、铲顶高度；具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。图1是根据一示例性实施方式示出的一种切削齿的主视图。图2是根据一示例性实施方式示出的一种切削齿的左视图。图3是根据一示例性实施方式示出的一种切削齿的右视图。参照图1至图3，根据本专利技术的一个方面，提供了一种切削齿，该切削齿包括柱体结构的基体21，可以理解的是，基体21的结构可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切削齿，其特征在于，所述切削齿包括柱体结构的基体(21)，所述基体(21)的端部形成有铲入部，所述铲入部包括：第一侧面(9)，所述第一侧面(9)沿所述基体(21)的壁面延伸；主铲刃(7)，所述主铲刃(7)为所述第一侧面(9)的一部分；铲面(8)，所述铲面(8)从所述主铲刃(7)向与所述主铲刃(7)相对的所述基体(21)的壁面倾斜延伸，其中所述铲面(8)具有铲顶和铲底，所述铲顶距所述基体(21)的底面的距离为铲顶高度(H2)，所述铲底距所述基体(21)的底面的距离为铲底高度(H1)，所述铲顶高度(H2)大于所述铲底高度(H1)。

【技术特征摘要】
1.一种切削齿，其特征在于，所述切削齿包括柱体结构的基体(21)，所述基体(21)的端部形成有铲入部，所述铲入部包括：第一侧面(9)，所述第一侧面(9)沿所述基体(21)的壁面延伸；主铲刃(7)，所述主铲刃(7)为所述第一侧面(9)的一部分；铲面(8)，所述铲面(8)从所述主铲刃(7)向与所述主铲刃(7)相对的所述基体(21)的壁面倾斜延伸，其中所述铲面(8)具有铲顶和铲底，所述铲顶距所述基体(21)的底面的距离为铲顶高度(H2)，所述铲底距所述基体(21)的底面的距离为铲底高度(H1)，所述铲顶高度(H2)大于所述铲底高度(H1)。2.一种切削齿，其特征在于，所述切削齿包括柱体结构的基体(21)，所述基体(21)的端部形成有铲入部，所述铲入部包括；第一侧面(9)，所述第一侧面(9)沿所述基体(21)的壁面延伸；铲面(8)，所述铲面(8)从与所述第一侧面(9)相对的所述基体(21)的壁面向所述第一侧面(9)倾斜延伸，以在靠近所述第一侧面(9)处形成一个具有棱边的尖端，所述棱边为主铲刃(7)，其中所述铲面(8)具有铲顶和铲底，所述铲顶距所述基体(21)的底面的距离为铲顶高度(H2)，所述铲底距所述基体(21)的底面的距离为铲底高度(H1)，所述铲顶高度(H2)大于所述铲底高度(H1)。3.如权利要求1或2所述的切削齿，其特征在于，所述铲面(8)为曲面或由多个平面相互连接组成。4.如权利要求3所述的切削齿，其特征在于，所述铲入部还包括：第二侧面(10)，所述第二侧面(10)与所述基体(21)的底面呈第一夹角；第三侧面(11)，所述第三侧面(11)与所述基体(21)的底面呈第二夹角；所述第二侧面(10)和所述第三侧面(11)相互间隔设置且分别位于所述铲面(8)两侧。5.如权利要求1或2所述的切削齿，其特征在于，所述铲顶高度(H2)的范围为5mm≤H2≤20mm，所述铲底高度(H1)的范围为3mm≤H1≤18mm。6.如权利要求1或2所述的切削齿，其特征在于，所述铲入部的外表面上设置有聚晶层。7.一种PDC...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克行，
申请(专利权)人：莱州市原野科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37