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，切削齿包括外套筒、切削齿本体以及润滑结构，外套筒为筒形结构，外套筒具有中心空腔，外套筒具有中心轴线，外套筒的外周壁上形成有缺口，外套筒的一端的外周壁的直径等于外套筒的另一端的外周壁的直径，外套筒的一端的外周壁的周长小于外套筒的另一端的外周壁的周长，缺口设置于一端；切削齿本体可旋转地设置于外套筒的中心空腔内，切削齿本体包括第一切削部和第二切削部，沿一端向另一端延伸的方向布置第一切削部和第二切削部，第二切削部在垂直于中心轴线的投影面上的正投影覆盖第一切削部在垂直于中心轴线的投影面上的正投影，至少部分第一切削部和至少部分第二切削部外露于缺口处。

【技术实现步骤摘要】
切削齿及具有其的PDC钻头
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具有该切削齿的PDC钻头。
技术介绍
传统的石油钻井用的PDC钻头，其结构一般为圆柱横齿、圆柱立齿和尖齿，其切削方式分别为切入式、犁入式和裂岩式。这种结构的PDC石油钻头为石油开采钻井工程作出了贡献，但其同时存在着如下的缺点或不足：(1)圆柱横齿采用切入方式切削岩石，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)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。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解。
技术实现思路
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，以提高其切削效率。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，提供一种切削齿，以提高其使用寿命。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，以提高其切削效率。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，以提高其使用寿命。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，提供了一种切削齿，包括外套筒、切削齿本体以及润滑结构，所述外套筒为筒形结构，所述外套筒具有中心空腔，所述外套筒具有中心轴线，所述外套筒的外周壁上形成有缺口，所述外套筒的所述一端的外周壁的直径等于所述外套筒的另一端的外周壁的直径，所述外套筒的一端的外周壁的周长小于所述外套筒的所述另一端的外周壁的周长，所述缺口设置于所述一端；所述切削齿本体可旋转地设置于所述外套筒的中心空腔内，所述切削齿本体包括第一切削部和第二切削部，沿所述一端向所述另一端延伸的方向布置所述第一切削部和所述第二切削部，所述第二切削部在垂直于所述中心轴线的投影面上的正投影覆盖所述第一切削部在垂直于所述中心轴线的投影面上的正投影，至少部分所述第一切削部和至少部分所述第二切削部外露于所述缺口处；所述润滑结构填充于所述切削齿本体和所述外套筒之间的间隙。根据本专利技术的一实施方式，其中由所述一端向所述另一端的方向，所述外套筒的外周壁的周长逐渐增大，所述缺口与所述外周壁的结合处圆滑过渡。根据本专利技术的一实施方式，其中所述缺口的外周壁具有第一周长和所述第二周长，所述第一周长与所述外套筒的一端的外周壁的周长相同，所述第二周长与所述外套筒的另一端的外周壁的周长相同。根据本专利技术的一实施方式，其中所述切削齿本体包括第一切削体和第二切削体，所述第二切削体为筒形结构，其具有中心空腔，所述第一切削体套设于所述中心空腔中，所述第一切削部设置于所述第一切削体的靠近所述一端的端部，所述第二切削部设置于所述第二切削体的朝向所述一端的端部。根据本专利技术的一实施方式，其中所述第一切削体包括沿所述中心轴线布置的第一结构部、第二结构部以及第三结构部，所述第一结构部具有第一直径，所述第二结构部具有第二直径，所述第三结构部具有第三直径，其中所述第三直径大于所述第二直径，所述第二直径大于或者等于所述第一直径，所述第三结构部与所述第二结构部的连接处形成有阶梯面，所述第二切削体套设于所述第二结构部的外周，所述第二切削体的端面抵靠于所述阶梯面上，沿所述中心轴线方向，所述第二切削体的尺寸大于所述第二结构部的尺寸。根据本专利技术的一实施方式，其中所述第三结构部的第三直径与所述第二切削体的外径的尺寸的比值为0.36-2.2。根据本专利技术的一实施方式，其中所述第三结构部的第三直径与所述第三结构部沿中心轴线方向的尺寸的比值为0.5-10；所述第二结构部的第二直径与所述第二结构部沿中心轴线方向的尺寸的比值为0.5-3.2；所述第一结构部的第一直径与所述第一结构部沿中心轴线方向的尺寸的比值为0.3-3。根据本专利技术的一实施方式，其中所述第三结构部的第三直径的尺寸为8-20mm，所述第三结构部沿中心轴线方向的尺寸为2-16mm。所述第一切削体沿所述中心轴线方向的尺寸为13-57mm，和/或所述第二切削体的外径为9-22mm。根据本专利技术的一实施方式，其中所述切削齿还包括封堵结构，所述封堵结构封堵于所述外套筒的所述另一端，所述封堵结构设置有中心孔，所述第一切削体的第一结构部穿设于所述中心孔内，所述第一结构部与所述封堵结构之间设置有润滑结构。根据本专利技术的一实施方式，其中所述切削齿还包括封堵结构，所述封堵结构封堵于所述外套筒的所述另一端，所述封堵结构与所述外套筒的外周壁围成腔体，所述第一切削体和所述第二切削体套设于所述腔体内，所述第二切削体的与所述第二切削部相对的一端抵靠于所述封堵结构上。根据本专利技术的另一方面，提供一种PDC钻头，所述PDC钻头包括本专利技术提供的切削齿，所述PDC钻头还包括钻头本体、切削刀翼以及水眼，所述钻头本体具有钻头冠部，所述钻头本体的内部设置有水腔；所述切削刀翼形成于所述钻头冠部，所述切削刀翼上设置有齿孔，所述切削齿设置于所述齿孔中；所述水眼设置于所述切削刀翼之间，所述水眼与所述水腔连通。根据本专利技术的一实施方式，其中所述切削刀翼设置为多个，每个所述切削刀翼上至少设置有3个所述切削齿。由上述技术方案可知，本专利技术的切削齿及具有其的PDC钻头的优点和积极效果在于：本专利技术提供的切削齿本体包括第一切削部和第二切削部，该第二切削部在垂直于中心轴线方向的投影面的正投影能够覆盖第一切削部在垂直于中心轴线方向的投影面，切削过程中，该第一切削部可以先参加切削，进行裂岩，然后第二切削部可以参加切削，以更多地清除岩层，从而可以提高切削效率。更进一步地，由于切削齿本体为可旋转的，该第一切削部和第二切削部的整个圆周都参与切削，提高了切削齿本体的抗摩性，提高了切削齿的使用寿命。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剖视图。图2是图1中的切削齿的俯视图。图3是图1中的切削齿本体的结构图。图4是图1中的第二切削体的剖视图。图5是图1中的外套筒的剖视图。图6是图1中的封堵结构的剖视图。图7是根据一示例性实施方式示出的一种PDC钻头的局部剖视图。图8是图7中的PDC钻头的俯视图。图9是图8中的PDC钻头的A-A剖视图。图10是图8中的一种示例性实施方式示出的PDC钻头的B-B剖视图。图11是图8中的另一种示例性实施方式示出的PDC钻头的B-B剖视图。其中，附图标记说明如下：100、切削齿；101、外套筒；102、第一切削体；103、第二切削体；104、封堵结构；111、第三结构部；112、第二结构部；113、第一结构部；105、切削齿本体；701、钻头本体；702、切削刀翼；703、水腔；704、保护齿；705、保径齿；801、水眼；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：外套筒，所述外套筒为筒形结构，所述外套筒具有中心空腔，所述外套筒具有中心轴线，所述外套筒的外周壁上形成有缺口，所述外套筒的一端的外周壁的直径等于所述外套筒的另一端的外周壁的直径，所述外套筒的一端的外周壁的周长小于所述外套筒的所述另一端的外周壁的周长，所述缺口设置于所述一端；切削齿本体，所述切削齿本体可旋转地设置于所述外套筒的中心空腔内，所述切削齿本体包括第一切削部和第二切削部，沿所述一端向所述另一端延伸的方向布置所述第一切削部和所述第二切削部，所述第二切削部在垂直于所述中心轴线的投影面上的正投影覆盖所述第一切削部在垂直于所述中心轴线的投影面上的正投影，至少部分所述第一切削部和至少部分所述第二切削部外露于所述缺口处；润滑结构，所述润滑结构填充于所述切削齿本体和所述外套筒之间的间隙。

【技术特征摘要】
1.一种切削齿，其特征在于，所述切削齿包括：外套筒，所述外套筒为筒形结构，所述外套筒具有中心空腔，所述外套筒具有中心轴线，所述外套筒的外周壁上形成有缺口，所述外套筒的一端的外周壁的直径等于所述外套筒的另一端的外周壁的直径，所述外套筒的一端的外周壁的周长小于所述外套筒的所述另一端的外周壁的周长，所述缺口设置于所述一端；切削齿本体，所述切削齿本体可旋转地设置于所述外套筒的中心空腔内，所述切削齿本体包括第一切削部和第二切削部，沿所述一端向所述另一端延伸的方向布置所述第一切削部和所述第二切削部，所述第二切削部在垂直于所述中心轴线的投影面上的正投影覆盖所述第一切削部在垂直于所述中心轴线的投影面上的正投影，至少部分所述第一切削部和至少部分所述第二切削部外露于所述缺口处；润滑结构，所述润滑结构填充于所述切削齿本体和所述外套筒之间的间隙。2.如权利要求1所述的切削齿，其特征在于，由所述一端向所述另一端的方向，所述外套筒的外周壁的周长逐渐增大，所述缺口与所述外周壁的结合处圆滑过渡。3.如权利要求1所述的切削齿，其特征在于，所述缺口的外周壁具有第一周长和所述第二周长，所述第一周长与所述外套筒的一端的外周壁的周长相同，所述第二周长与所述外套筒的另一端的外周壁的周长相同。4.如权利要求2或3所述的切削齿，其特征在于，所述切削齿本体包括第一切削体和第二切削体，所述第二切削体为筒形结构，其具有中心空腔，所述第一切削体套设于所述中心空腔中，所述第一切削部设置于所述第一切削体的靠近所述一端的端部，所述第二切削部设置于所述第二切削体的朝向所述一端的端部。5.如权利要求4所述的切削齿，其特征在于，所述第一切削体包括沿所述中心轴线布置的第一结构部、第二结构部以及第三结构部，所述第一结构部具有第一直径，所述第二结构部具有第二直径，所述第三结...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克行，邱治国，
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