一种有两个复合区域的复合钻头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种有两个复合区域的复合钻头。包括有钻头体，钻头体上设置有切削刀翼和喷嘴，切削刀翼轮廓从内至外划分为心部、冠顶、外锥和保径段；所述切削刀翼的心部、冠顶、外锥处设置有主切削齿；所述切削刀翼的保径段上面设置有被动保径齿；所述钻头体于切削刀翼的外锥部间隙之间还设置有牙掌，所述的牙掌上端与钻头体联接成一体，牙掌的下端设置有牙轮，牙轮上设有牙轮切削齿，所述钻头体于切削刀翼的心部间隙之间还设置有心部副切削齿。解决现有复合钻头心部薄弱而导致的“掏心”现象，能同时保证复合钻头的机械钻速的同时提高复合钻头的使用寿命。

A composite bit with two composite areas

The utility model relates to a composite drill bit with two composite areas. The utility model comprises a bit body, on which a cutting blade and a nozzle are arranged, and the cutting blade contour is divided into a center part, a crown top part, an outer cone and a diameter maintaining section from the inside to the outside; a main cutting tooth is arranged at the center part, a crown top part and an outer cone of the cutting blade; a passive diameter maintaining tooth is arranged on the diameter maintaining section of the cutting blade; a tooth is arranged between the outer cone gap of the cutting blade and the bit body The upper end of the tooth palm is connected with the bit body, the lower end of the tooth palm is provided with a roller, the roller is provided with a roller cutting tooth, and the bit body is also provided with a center auxiliary cutting tooth between the center clearance of the cutting blade. To solve the \core pulling\ phenomenon caused by the weakness of the core of the existing composite bit can ensure the mechanical drilling speed of the composite bit and improve the service life of the composite bit at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种有两个复合区域的复合钻头
本技术涉及石油天然气、矿山工程、建筑工程、地质、水文等钻探设备
，特别是一种有两个复合区域的复合钻头。
技术介绍
目前，在石油、天然气和其他探矿钻井作业中，主要使用牙轮钻头与PDC（聚晶金刚石复合片）钻头进行勘探作业。当钻遇软硬交错、含砾石层等地层时，牙轮钻头机械钻速慢、进尺低，且容易造成牙轮钻头寿命短；PDC钻头复合片容易受到较大的冲击载荷导致复合片失效，从而影响钻头机械钻速，钻头因PDC切削齿的过早损坏而失效。美国专利《HybridDrillBitandMethodofDrilling》（申请号：US7845435）公开的一种牙轮和PDC复合钻头，每个牙轮都单独布置在独立的牙爪上，通过牙轮切削齿冲击预破碎岩石，帮助切削刀翼上的固定切削齿有效吃入岩石，提高破岩效率。但是目前复合钻头在国内外应用过程中很容易因钻头心部的固定切削齿的磨损、冲击等原因而失效，容易在钻头心部形成一个圆形的凹槽，文中统称为“掏心”现象，最终导致钻头因机械钻速急速下降而导致钻头的失效。中国专利《一种强化心部破岩能力的复合钻头》（申请号：CN201510490384.4）公开的一种强化心部破岩能力的复合钻头，在其所述的短刀翼上布置了PDC切削齿来强化心部破岩能力。但是这种结构在保证心部具有防“掏心”功能的同时，由于其心部布齿密度的增加，钻头的机械钻速也急速降低，降低了钻头的钻井效率，提高了钻井成本。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能保证钻头的机械钻速的同时，提高复合钻头的使用寿命复合钻头。本技术的目的通过以下技术方案来实现：一种有两个复合区域的复合钻头。包括有钻头体，钻头体上设置有切削刀翼和喷嘴，切削刀翼轮廓从内至外划分为心部、冠顶、外锥和保径段；所述切削刀翼的心部、冠顶、外锥处设置有主切削齿；所述切削刀翼的保径段上面设置有被动保径齿；所述钻头体于切削刀翼的外锥部间隙之间还设置有牙掌，所述的牙掌上端与钻头体联接成一体，牙掌的下端设置有牙轮，牙轮上设有牙轮切削齿，所述钻头体于切削刀翼的心部间隙之间还设置有心部副切削齿。进一步的，所述设置在切削刀翼心部的主切削齿与心部副切削齿复合覆盖布齿。进一步的，所述设置在切削刀翼冠顶和外锥处的主切削齿与牙轮切削齿复合覆盖布齿。进一步的，所述心部副切削齿在钻头上的定位半径与主切削齿相同；所述心部副切削齿冠顶轮廓线沿钻头轴向高度低于主切削冠顶轮廓线。进一步的，所述切削刀翼上布置有沿钻头中心轴线旋转的刀翼凹槽。进一步的，所述切削刀翼上布置有沿钻头中心轴线旋转的刀翼凹槽。进一步的，所述主切削齿和心部副切削齿均匀设置在不同的切削刀翼上。进一步的，所述主切削齿、心部副切削齿的材料为聚晶金刚石复合片、热稳定聚晶金刚石、天然金刚石、孕镶金刚石中任意一种。进一步的，所述牙轮切削齿的材料为硬质合金或用金刚石做表面加强处理的硬质合金。进一步的，所述切削刀翼的保径段顶部还设置有倒划眼齿。本技术具有以下优点：通过在切削刀翼上分别布置的主动切削齿、心部副切削齿和刀翼凹槽，来解决现有复合钻头心部薄弱而导致的“掏心”现象，能同时保证复合钻头的机械钻速的同时提高复合钻头的使用寿命。附图说明图1是本技术一种有两个复合区域的复合钻头在平面布齿时各区域的定义；图2是本技术一种有两个复合区域的复合钻头布齿覆盖平面设计图；图3是本技术一种有两个复合区域的复合钻头的实施例1的立体三维图；图4是本技术一种有两个复合区域的复合钻头的实施例1的顶视图；图5是本技术一种有两个复合区域的复合钻头的实施例2的立体三维图；图6是本技术一种有两个复合区域的复合钻头的实施例2的顶视图；图中，1-钻头体，11-钻头中心轴线，12-主切削齿刀冀轮廓，13-心部副切削齿刀冀轮廓，14-钻头保径轮廓，2-钻头切削刀翼，21-主切削齿，211-主切削冠顶轮廓线，22-心部副切削齿，221-心部副切削齿冠顶轮廓线，23-被动保径齿，24-倒划眼齿，25-刀翼凹槽，3-牙轮，31-牙轮切削齿，311-牙轮切削齿冠顶轮廓线，4-牙掌，5-喷嘴,D-心部，C-冠顶，B-外锥，A-保径段。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的描述，但本技术的保护范围不局限于以下所述。本技术一种有两个复合区域的复合钻头，在平面布齿时各区域的定义如图1所示，钻头的覆盖区域分别由“心部”、“冠顶”、“外锥”和“保径”等4部分组成。本技术一种有两个复合区域的复合钻头，布齿覆盖平面设计图如图2所示，钻头在平面设计时包含了两个复合覆盖区域，分别是钻头的“心部”和“冠顶-外锥”部分。图中，钻头在工作时所有切削齿皆沿着钻头中心轴线11进行旋转。主切削齿21从钻头中心线11开始沿着径向一直布置到钻头的钻头保径轮廓14，心部副切削齿22与主切削齿21复合覆盖的区域为钻头的心部，心部副切削齿22在钻头上的定位半径与主切削齿21相同，但是心部副切削齿冠顶轮廓线221的沿钻头轴向高度比主切削冠顶轮廓线211低。牙轮切削齿31与主切削齿21复合覆盖的区域为钻头“冠顶-外锥”部分。根据具体应用的地层岩性的不同，沿着各牙轮切削齿31的轴向，牙轮切削齿冠顶轮廓线311与主切削冠顶轮廓线211的相对高度皆有所不同。主切削齿刀冀轮廓12与心部副切削齿刀冀轮廓13沿着钻头轴向高度也不相同，这样主切削齿21和心部副切削齿22均具有各自的切削齿的露齿高度。在本实施例1中，如图3和图4所示，包括钻头体1，钻头体1上设置有切削刀冀2、牙掌4和喷嘴5，切削刀翼2上分别布置有主切削齿21、心部副切削齿22、被动保径齿23、倒划眼齿24和刀翼凹槽25，牙掌4上布置有不相同的牙轮3。钻头若“心部”主切削齿没有被磨损、冲击失效，复合钻头的心部副切削齿22则不会参加工作，不会与主动切削齿21形成重复切削的效果；钻头若“心部”的主动切削齿21在被磨损、冲击失效，与刀翼凹槽25一起主动形成一个“浅的掏心”效果，心部副切削齿22能迅速地弥补心部的主动切削齿21的失效开始工作，这样心部副切削齿22就变成了新的心部的主动切削齿进行切削工作。在本实施例在具体实施的时，主切削齿21和心部副切削齿22均布置在不同的刀翼上。在实施例2中，如图5和图6所示，其复合钻头的整体设计思路与实施例1相同，与实施例1的区别在于主切削齿21和心部副切削齿22均布置在相同的刀翼上。通过本技术的一种有两个复合区域的复合钻头，分别是钻头的主切削齿21与心部副切削齿22在钻头“心部”复合覆盖布齿和主切削齿21与牙轮切削齿31在钻头“冠顶-外锥”复合覆盖布齿，这样设计的优点是解决现有复合钻头心部薄弱而导致的“掏心”现象，能同时保证复合钻头的机械钻速的同时提高复合钻头的使用寿命。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有两个复合区域的复合钻头，其特征在于：包括有钻头体（1），钻头体（1）上设置有切削刀翼（2）和喷嘴（5），切削刀翼（2）轮廓从内至外划分为心部、冠顶、外锥和保径段；所述切削刀翼（2）的心部、冠顶、外锥处设置有主切削齿（21）；所述切削刀翼（2）的保径段上面设置有被动保径齿（23）；所述钻头体（1）于切削刀翼（2）的外锥部间隙之间还设置有牙掌（4），所述的牙掌（4）上端与钻头体（1）联接成一体，牙掌（4）的下端设置有牙轮（3），牙轮（3）上设有牙轮切削齿（31），所述钻头体（1）于切削刀翼（2）的心部间隙之间还设置有心部副切削齿（22）；所述切削刀翼（2）上布置有沿钻头中心轴线（11）旋转的刀翼凹槽（25）。

【技术特征摘要】
1.一种有两个复合区域的复合钻头，其特征在于：包括有钻头体（1），钻头体（1）上设置有切削刀翼（2）和喷嘴（5），切削刀翼（2）轮廓从内至外划分为心部、冠顶、外锥和保径段；所述切削刀翼（2）的心部、冠顶、外锥处设置有主切削齿（21）；所述切削刀翼（2）的保径段上面设置有被动保径齿（23）；所述钻头体（1）于切削刀翼（2）的外锥部间隙之间还设置有牙掌（4），所述的牙掌（4）上端与钻头体（1）联接成一体，牙掌（4）的下端设置有牙轮（3），牙轮（3）上设有牙轮切削齿（31），所述钻头体（1）于切削刀翼（2）的心部间隙之间还设置有心部副切削齿（22）；所述切削刀翼（2）上布置有沿钻头中心轴线（11）旋转的刀翼凹槽（25）。2.根据权利要求1所述的一种有两个复合区域的复合钻头，其特征在于：所述设置在切削刀翼（2）心部的主切削齿（21）与心部副切削齿（22）复合覆盖布齿。3.根据权利要求1所述的一种有两个复合区域的复合钻头，其特征在于：所述设置在切削刀翼（2）冠顶和外锥处的主切削齿（21）与牙轮切削齿（31）复合覆盖布齿。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，陈洪义，
申请(专利权)人：成都迪普金刚石钻头有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51