一种可防止内锥出芯的混合钻头制造技术

本申请涉及一种可防止内锥出芯的混合钻头，属于石油钻探工具技术领域，包括：钻头体，钻头体的端面上至少设置两个刀翼，刀翼沿钻头体的径向方向由内至外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段；切削齿，切削齿包括锥形齿，锥形齿布置在刀翼的内锥上；锥形齿的轴线与钻头体的轴线平行或朝远离钻头体的轴线方向倾斜设置。本申请的混合钻头将锥形齿布置在刀翼的内锥上，锥形齿的轴线平行或朝远离钻头体的轴线方向倾斜设置的布置方式，有效分散内锥处的受力，改善内锥上切削齿的受力状态，同时将岩屑从内锥挤压至鼻部和肩部，避免内锥上锥形齿对岩屑的重复破碎，有效延长内锥上锥形齿的寿命，起到防止内锥出芯的作用。起到防止内锥出芯的作用。起到防止内锥出芯的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种可防止内锥出芯的混合钻头


[0001]本申请涉及石油钻探工具
，特别涉及一种可防止内锥出芯的混合钻头。

技术介绍

[0002]在现有技术中，当钻井遇到硬地层时，常用的PDC金刚石钻头主要是通过刮削运动方式来实现井下钻进，金刚石钻头的鼻部和肩部上主要的切削元件很难有效吃入井底岩石，金刚石钻头的机械钻速将变得非常缓慢；而牙轮钻头以冲击压碎方式破碎岩石，容易使岩石产生较深的破碎齿坑，但由于地层硬，不能使岩石产生体积破碎，牙轮钻头的机械钻速也很慢。
[0003]另一方面，当钻头遇到一些软硬夹层较多的地层时，PDC金刚石钻头的切削元件极受到冲击破损，为了应对这种情况，提出了一种牙轮钻头和PDC金刚石钻头组合而成的混合钻头，该混合钻头具有较强的综合性能，通过牙轮对地层先进行预破碎，释放地层应力，然后在让固定翼切削齿对地层进行刮削，有效的提高了钻头机械钻速，同时固定翼切削齿也得到了有效的保护，延长了钻头使用寿命。
[0004]但现有混石钻头的结构还不尽合理，混合钻头工作时由于最中心的部分内锥部位没有牙轮周向覆盖，此处内锥的PDC切削齿单纯的刮削运动容易造成PDC切削齿的早期失效，而其它部位如鼻部和肩部因为有牙轮的牙轮周向覆盖，起到预破碎作用，从而导致混合钻头内锥部位早于鼻部和肩部失效，出现钻头出芯失效。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种可防止内锥出芯的混合钻头，以解决相关技术中混合钻头内锥部位早于鼻部和肩部失效，出现钻头出芯失效的问题。
[0006]本申请实施例提供了一种可防止内锥出芯的混合钻头，包括：
[0007]钻头体，所述钻头体的端面上至少设置有两个刀翼，所述刀翼沿钻头体的径向方向由内至外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段；
[0008]切削齿，所述切削齿包括锥形齿，所述锥形齿布置在所述刀翼的内锥上；
[0009]所述锥形齿的轴线与钻头体的轴线平行或朝远离钻头体的轴线方向倾斜设置。
[0010]在一些实施例中，所述切削齿还包括PDC切削齿，所述PDC切削齿和锥形齿布置在刀翼的内锥、鼻部、肩部和保径段上。
[0011]在一些实施例中，所述PDC切削齿布置在刀翼的一排齿上时，二排齿同轨位置布置锥形齿；或PDC切削齿布置在刀翼的二排齿上时，一排齿同轨位置布置锥形齿。
[0012]在一些实施例中，所述PDC切削齿为圆形金刚石复合片或犁削形金刚石复合片，所述锥形齿为具有复合层的锥球齿或锥球楔形齿。
[0013]在一些实施例中，所述锥形齿与PDC切削齿的高度差是为
‑
3～3mm，位于内锥部位的锥形齿轴线与钻头体轴线之间的夹角为
‑
20～40度。
[0014]在一些实施例中，所述位于鼻部、肩部上的锥形齿的轴线与钻头体的轴线夹角
‑
10
～40度；
[0015]所述内锥、鼻部、肩部任何一个部位的锥形齿前倾0～20度。
[0016]在一些实施例中，相邻的两个刀翼间安设有牙掌，牙掌上端与钻头体相联成一体，牙掌的下端安设有牙轮，所述牙轮上设有牙轮切削齿。
[0017]在一些实施例中，所述刀翼设有2
‑
6个，所述牙轮设有2
‑
4个。
[0018]在一些实施例中，所述钻头体上设有喷嘴，所述喷嘴位于相邻两个刀翼之间。
[0019]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0020]本申请实施例提供了一种可防止内锥出芯的混合钻头，由于本申请的混合钻头在钻头体的端面上至少设置两个刀翼，刀翼沿钻头体的径向方向由内至外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段；在内锥、鼻部、肩部和保径段上设有多个切削齿，切削齿包括锥形齿，锥形齿固定在刀翼的内锥上；锥形齿的轴线与钻头体的轴线平行或朝远离钻头体的轴线方向倾斜设置。
[0021]因此，本申请的混合钻头将锥形齿布置在刀翼的内锥上，锥形齿和PDC切削齿组合形式下切削地层，刀翼的鼻部和肩部位置的牙轮通过冲压破岩岩石，刀翼的内锥部位通过锥形齿冲压来完成破碎岩石，随着混合钻头的不断旋转，锥形齿在冲压地层，使地层应力预先释放。提高混合钻头的破岩效率，降低对切削齿的破坏，提高混合钻头的机械钻速。
[0022]锥形齿的轴线朝远离钻头体的轴线方向倾斜设置的布置方式，有效分散内锥处的受力，改善内锥上切削齿的受力状态，同时将岩屑从内锥挤压至鼻部和肩部，避免内锥上锥形齿对岩屑的重复破碎，有效延长内锥上锥形齿的寿命，起到防止内锥出芯的作用。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请实施例的结构示意图；
[0025]图2为本申请实施例的锥形齿的结构示意图；
[0026]图3为本申请实施例切削齿在刀翼上的排布示意图。
[0027]附图标记：
[0028]1、钻头体；2、刀翼；3、喷嘴；4、锥形齿；5、PDC切削齿；6、牙掌；7、牙轮；8、牙轮切削齿。
具体实施方式
[0029]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0030]本申请实施例提供了一种可防止内锥出芯的混合钻头，其能解决相关技术中混合钻头内锥部位早于鼻部和肩部失效，出现钻头出芯失效的问题。
[0031]参见图1至图3所示，本申请实施例提供了一种可防止内锥出芯的混合钻头，包括：
[0032]钻头体1，该钻头体1的端面上设置有三个刀翼2，三个刀翼2在钻头体1的端面上均匀分布。三个刀翼2沿钻头体1的径向方向由内至外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段。在相邻的两个刀翼2之间安设有牙掌6，牙掌6上端与钻头体1焊接相联成一体，牙掌6的下端设置轴颈，牙轮7套装在轴颈上并通过钢珠轴向锁定，牙轮7在牙掌6的轴颈上自由旋转运动。
[0033]牙轮7和刀翼2相互交错安设，在牙轮7上安设有牙轮切削齿8，牙轮切削齿8对应于刀翼2的鼻部和肩部。在钻头体1上设有喷嘴3，喷嘴3位于相邻两个刀翼2之间。
[0034]切削齿，该切削齿设有多个，多个切削齿依次排列固定在内锥、鼻部、肩部和保径段。刀翼2上的切削齿设有两排，当第一排切削齿为PDC切削齿5时，第二排切削齿为锥形齿4；当第一排切削齿为锥形齿4时，第二排切削齿为PDC切削齿5。其中，锥形齿4可布置在刀翼 2的内锥、鼻部、肩部和保径段的任意部位上，内锥部位上的锥形齿4 轴线朝向远离钻头体1轴线方向倾斜设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可防止内锥出芯的混合钻头，其特征在于，包括：钻头体(1)，所述钻头体(1)的端面上至少设置有两个刀翼(2)，所述刀翼(2)沿钻头体(1)的径向方向由内至外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段；切削齿，所述切削齿包括锥形齿(4)，所述锥形齿(4)布置在所述刀翼(2)的内锥上；所述锥形齿(4)的轴线与钻头体(1)的轴线平行或朝远离钻头体(1)的轴线方向倾斜设置。2.如权利要求1所述的一种可防止内锥出芯的混合钻头，其特征在于：所述切削齿还包括PDC切削齿(5)，所述PDC切削齿(5)和锥形齿(4)布置在刀翼(2)的内锥、鼻部、肩部和保径段上。3.如权利要求2所述的一种可防止内锥出芯的混合钻头，其特征在于：所述PDC切削齿(5)布置在刀翼的一排齿上时，二排齿同轨位置布置锥形齿(4)；或PDC切削齿(5)布置在刀翼的二排齿上时，一排齿同轨位置布置锥形齿(4)。4.如权利要求2所述的一种可防止内锥出芯的混合钻头，其特征在于：所述PDC切削齿(5)为圆形金刚石复合片或犁削形金刚石复合片，所述锥形齿(4)为具有复合层的锥球齿或锥球楔形齿。5.如权利要求2所述的一种可防止内锥出芯的混合钻...

【专利技术属性】
技术研发人员：江诗贵，吴革橙，涂关富，蒲斌，杨东泽，李宗昌，
申请(专利权)人：中石化江钻石油机械有限公司，
类型：新型
国别省市：