一种高防碰撞PDC钻头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高防碰撞PDC钻头,涉及石油天然气钻探工程、矿山开采、地质钻探、建筑工程、隧道工程、盾构及非开挖等技术设备领域，包括钻头主体、沿周向设置的多个刀翼、安装在各个刀翼上的前排切削齿；各所述刀翼均连接有保径块，相邻两个所述保径块之间均连接有连接件，连接件的外表面低于保径块的外表面，且连接件的内壁与钻头主体之间具有排屑通道。本实用新型专利技术不仅使钻头结构更加稳固，且有效使钻头在钻进过程中，钻头的转动更加平稳，减小钻头的振动，从而减小钻头与井壁之间的撞击，使刀翼上的前排切削齿得到更好的保护，避免前排切削齿因受到冲击而先期损坏，使前排切削齿的使用寿命大大提高，最终的钻头的使用寿命大大提高。

A PDC bit with high anti-collision

【技术实现步骤摘要】
一种高防碰撞PDC钻头
本技术涉及石油天然气钻探工程、矿山开采、地质钻探、建筑工程、隧道工程、盾构及非开挖等技术设备领域，具体而言，涉及一种高防碰撞PDC钻头。
技术介绍
钻头是钻井过程中直接与岩石接触，通过切削、冲压等作用破碎岩石的工具。现代钻井工程中广泛使用的钻头主要有牙轮钻头、PDC钻头(PolycrystallineDiamondCompactBits聚晶金刚石复合片钻头)，因PDC钻头与牙轮钻头相比具有机械钻速快、井下作业寿命长、风险低，且PDC钻头成型的井眼形状剖面呈椭圆形，因此，PDC钻头在钻井过程中的使用更加广泛。然而，常规PDC钻头在钻进时，由于PDC钻头切削齿对地层切削时使PDC钻头及钻柱不仅会承受一定的扭转力，且PDC钻头在钻进过程也会在与井壁接触时产生一个摩擦力，而当摩擦力和钻柱承受的扭转力达到一定数值时，则会到导致钻柱扭转振动，从而引起PDC钻头发生扭转振动，不仅使PDC钻头发生卡滑现象，导致PDC钻头转速时大时小，且会使PDC钻头上的切削齿承受的冲击载荷增加，加速切削齿的冲击损坏，甚至引起PDC钻头上的金刚石层脱落，使PDC钻头疲劳破坏，大大降低PDC钻头的使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高防碰撞PDC钻头，能有效使PDC钻头在(钻进)过程中更加平稳，减少PDC钻头在转动过程中的振动，降低PDC钻头的磨损，使PDC钻头的使用寿命大大提高。为实现本技术目的，采用的技术方案为：一种高防碰撞PDC钻头，包括钻头主体、沿周向设置的多个刀翼、安装在各个刀翼上的前排切削齿；各所述刀翼均连接有保径块，相邻两个所述保径块之间均连接有连接件，连接件的外表面低于保径块的外表面，且连接件的内壁与钻头主体之间具有排屑通道。进一步的，每个所述连接件的外表面上均安装有支撑齿，且多个连接件上的支撑齿在同一圆周上，且多个支撑齿形成的圆周直径与钻头的最大直径在同一圆周上。进一步的，每个所述连接件上的支撑齿为多个，多个支撑齿沿连接件的轮廓方向间隔设置。进一步的，所述支撑齿为聚晶金刚石复合片或天然金刚石或孕镶金刚石切削齿或硬质合金齿。进一步的，所述支撑齿的形状为圆柱形、圆锥形、球头形或圆弧形中的一种或几种。进一步的，所述连接件呈弧形，连接件的中心线位于保径块与刀翼的连接处。进一步的，所述连接件的下边缘还固定安装有侧向切削齿。进一步的，每个所述连接件上的侧向切削齿均为多个，且多个侧向切削齿沿连接件的轮廓线方向间隔排布。进一步的，所述保径块的一侧还设置有前端保径齿，且保径块的外表面上还设置有后端保径齿。进一步的，所述连接件靠近前端保径齿的一端向内弯折。进一步的，每个刀翼上的前排切削齿均为多个，多个前排切削齿沿刀翼的回转轮廓线方向间隔设置。进一步的，所述钻头主体上还开设有多个水眼。本技术的有益效果是,通过在相邻两个保径块之间设置连接件，不仅使钻头结构更加稳固，且有效使钻头在钻进过程中，钻头的转动更加平稳，减小钻头的振动，从而减小钻头与井壁之间的撞击，使刀翼上的前排切削齿得到更好的保护，避免前排切削齿因受到冲击而先期损坏，使前排切削齿的使用寿命大大提高，最终的钻头的使用寿命大大提高。附图说明图1是本技术提供的一种高防碰撞PDC钻头的结构图。附图中标记及相应的零部件名称：1、钻头主体，2、刀翼，3、保径块，4、连接件，5、排屑通道，6、支撑齿，7、前排切削齿，8、侧向切削齿，9、前端保径齿，10、后端保径齿，11、水眼。具体实施方式下面通过具体的实施例子并结合附图对本技术做进一步的详细描述。图1所示出了本技术提供的一种高防碰撞PDC钻头，包括钻头主体1、沿周向设置的多个刀翼2、安装在各个刀翼2上的前排切削齿7，各刀翼2均连接有保径块3，相邻两个所述保径块3之间均连接设置有连接件4，连接件4的外表面低于保径块3的外表面，且连接件4的内壁与钻头主体1之间具有排屑通道5。所述刀翼2位于钻头的冠部，多个刀翼2沿钻头主体1的圆周方向间隔排布，且每个刀翼2上均固定安装有前排切削齿7，前排切削齿7材料为硬质合金、聚晶金刚石复合片、聚晶金刚石复合体、聚晶金刚石孕镶块、人造金刚石孕镶块、天然金刚石孕镶块或陶瓷，还可以是包含硬质合金、金刚石、立方氮化硼的复合材料，且前排切削齿7通过焊接或烧结等方式固定安装刀翼2上；所述保径块3沿刀翼2延伸设置，即每个刀翼2对应一个保径块3，保径块3的排布方式与刀翼2的排布方式一致；所述连接件4的两端分别固定在相邻两个保径块3的相对侧壁上，且连接件4的两端可焊接固定也可整体加工成型，通过在两个相邻保径块3之间连接连接件4，不仅能增强刀翼2的强度，同时弥补了相邻两个刀翼2之间的排屑槽与刀翼2之间的高度差，使钻头在转动过程中，连接件4上的支撑齿6能紧贴井壁，让刀翼2的转动变为了纯滚动，有效避免下一个刀翼2撞击井壁，使刀翼2上的前排切削齿7能被有效保护，防止刀翼2上的前排切削齿7因受到冲击而先期损坏。所述连接件4与保径块3的连接可通过整体加工成型、焊接、胎体烧结等方式固定，使连接件4的安装更加稳固，防止在钻进过程中连接件4与保径块3的连接处断裂或破裂，使钻头的使用寿命更长。所述连接件4外表面距离钻头主体1中心的最大距离小于保径块3外表面距离钻头主体1中心的最大距离，有效防止钻头在钻进过程中连接件4对钻头的转动造成阻碍，且能降低连接件4在钻进过程中与井壁的磨损，使钻头使用寿命得到保证。由于在钻进过程中，钻头切削会产生大量的岩屑，通过在连接件4与钻头主体1之间设置排屑通道5，使钻头在钻进过程中产生的岩屑能通过排屑通道5进入环空，从而最终返出到地面，避免岩屑的重复切削，使钻进的效率大大提高。每个所述连接件4的外表面上均安装有支撑齿6，且多个连接件4上的支撑齿6在同一圆周上，且多个支撑齿6形成的圆周直径与钻头的最大直径在同一圆周上。所述支撑齿6的延伸方向与钻头主体1的半径方向一致，且支撑齿6通过焊接、压装等方式固定安装在连接件4的外表面，使支撑齿6的安装更加稳固；多个连接件4上的支撑齿6绕钻头主体1的中心轴线进行圆周排布，使多个支撑齿6均在同一圆周上，多个支撑齿6形成的圆周最大直径与钻头的最大直径相等，使钻头在钻进过程中，支撑齿6能紧贴井壁，减小钻头的径向摆动，同时，通过设置支撑齿6，使钻头在转动过程中，泥浆不仅能对连接件4的外表面进行清洗，且泥浆能对连接件4更好的冷却，从而实现对连接件4的保护，提高了连接件4的使用寿命。每个所述连接件4上的支撑齿6为多个，多个支撑齿6沿连接件4的轮廓方向间隔设置，且每个连接件4上的多个支撑齿6可均匀间隔排布，每个连接件4上的多个支撑齿6可随意间隔排布，且每个连接件4上的多个支撑齿6的排布方式可根据实际情况进行设置，例如，每个连接件4上的支撑齿6还可设置成多排，通过在每个连接件4上设置多个或多排支撑齿6，使钻头在钻进过程中，支撑齿6的支撑效果更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高防碰撞PDC钻头，包括钻头主体(1)、沿周向设置的多个刀翼(2)、安装在各个刀翼(2)上的前排切削齿(7)；各所述刀翼(2)均连接有保径块(3)，其特征在于，相邻两个所述保径块(3)之间均连接有连接件(4)，连接件(4)的外表面低于保径块(3)的外表面，且连接件(4)的内壁与钻头主体(1)之间具有排屑通道(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高防碰撞PDC钻头，包括钻头主体(1)、沿周向设置的多个刀翼(2)、安装在各个刀翼(2)上的前排切削齿(7)；各所述刀翼(2)均连接有保径块(3)，其特征在于，相邻两个所述保径块(3)之间均连接有连接件(4)，连接件(4)的外表面低于保径块(3)的外表面，且连接件(4)的内壁与钻头主体(1)之间具有排屑通道(5)。


2.根据权利要求1所述的一种高防碰撞PDC钻头，其特征在于，每个所述连接件(4)的外表面上均安装有支撑齿(6)，且多个连接件(4)上的支撑齿(6)在同一圆周上，且多个支撑齿(6)形成的圆周直径与钻头的最大直径在同一圆周上。


3.根据权利要求2所述的一种高防碰撞PDC钻头，其特征在于，每个所述连接件(4)上的支撑齿(6)为多个，多个支撑齿(6)沿连接件(4)的轮廓方向间隔设置。


4.根据权利要求2或3所述的一种高防碰撞PDC钻头，其特征在于，所述支撑齿(6)为聚晶金刚石复合片或天然金刚石或孕镶金刚石切削齿或硬质合金齿。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭前力，郑耀东，曾德发，李勇刚，张苡源，何周文，周尚礼，梁小红，
申请(专利权)人：四川深远石油钻井工具股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51