一种混合钻头制造技术

本申请涉及一种混合钻头，其包括钻头本体、至少一个固定刀翼和至少一个牙掌；固定刀翼连接在所述钻头本体的端部，且所述固定刀翼上设有固定切削齿；牙掌连接在所述钻头本体的端部，且所述牙掌上安装有牙轮，所述牙轮上设有齿排；其中，有一个牙轮上的齿排包含有钢齿，有一个牙轮上的齿排包含有镶齿。本申请实施例提供的混合钻头上设置有钢齿和镶齿，在钢齿接触井底时，因为其较为突出的尖形结构，能够有效楔入硬塑性地层，起到预破碎致密地层的作用，而镶齿压入底层，起到预破碎地层外，还具有较强的抗研磨性和限位作用，提升了混合钻头的耐磨性和稳定性，再用固定切削齿的尖形结构进行刮削，能有效提高混合钻头的破岩效率。能有效提高混合钻头的破岩效率。能有效提高混合钻头的破岩效率。

【技术实现步骤摘要】
一种混合钻头


[0001]本申请涉及石油和天然气钻井
，特别涉及一种混合钻头。

技术介绍

[0002]在近年来的石油和天然气资源的勘探开发中，随着勘探区块的不断扩大，常常会遇到较为致密的地层，比如泥岩、膏岩和凝灰岩等具有硬塑性特点的地层，遇到该类地层，常常表现为钻进钻时极高，高达100
‑
200min/m，而起出后钻头新度非常高，可见遇到这类弹塑性较大地层，常规圆形复合片在钻压作用下压入地层，但地层随之发生弹性变形，复合片难以有效吃入地层，导致无法形成有效刮削作用，因此提高钻头和复合片在硬塑性地层的吃入地层的能力，是解决硬塑性地层提速的一个重要思路，可以成为缩短钻井周期和降低钻井成本的重要途径和方法。
[0003]近几年，各种异形复合片层出不穷，一些齿形取得一定突破，如屋脊齿和锥形齿已经得到一定的的市场验证，但不适应这类硬塑性特点的地层，无法在该地层起到有效刮削作用。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种混合钻头，以解决相关技术中钻头在弹塑性地层中使用时存在破岩效率低的问题。
[0005]本申请实施例提供了一种混合钻头，其包括：
[0006]钻头本体；
[0007]至少一个固定刀翼，其连接在所述钻头本体的端部，且所述固定刀翼上设有固定切削齿；
[0008]至少一个牙掌，其连接在所述钻头本体的端部，且所述牙掌上安装有牙轮，所述牙轮上设有齿排；
[0009]其中，有一个牙轮上的齿排包含有钢齿，有一个牙轮上的齿排包含有镶齿。<br/>[0010]一些实施例中，在所有的牙轮中，有一个牙轮同时设置有钢齿和镶齿。
[0011]一些实施例中，所述牙轮上的所有齿排中，其中有一个齿排由多个所述钢齿组成，另一个齿排由多个所述镶齿组成；
[0012]或者，所述牙轮上的所有齿排中，其中有一个齿排由所述钢齿和镶齿间隔排列而成；
[0013]或者，所述牙轮上的所有齿排中，其中有一个齿排由所述钢齿和镶齿散布排列而成。
[0014]一些实施例中，所述牙掌至少有两个，在所有的所述牙掌中，其中有一个牙掌的牙轮上设置钢齿，以形成全钢齿牙轮，另一个牙掌的牙轮上设置镶齿，以形成全镶齿牙轮。
[0015]一些实施例中，所述钢齿采用直钢齿、斜钢齿、弧顶钢齿或凹形钢齿。
[0016]一些实施例中，当所述钢齿采用斜钢齿时，所述斜钢齿与其所在的牙轮的轴线相
对倾斜角度为0
°
～60
°
。
[0017]一些实施例中，所述钢齿表面设有耐磨敷焊层。
[0018]一些实施例中，所述耐磨敷焊层采用碳化钨或金刚石。
[0019]一些实施例中，所述镶齿采用硬质合金齿或金刚石复合齿；
[0020]和/或，所述镶齿采用锥形齿、勺形齿、楔形齿、球形齿或圆柱形齿；
[0021]和/或，所述镶齿与牙轮过盈配合、钎焊或粘结。
[0022]一些实施例中，所述固定切削齿采用硬质合金齿、金刚石复合片或由立方氮化硼聚晶材料制造的复合片；
[0023]和/或，所述混合钻头的轮廓线形是弧线和直线相切或者相连而成的线形；
[0024]和/或，所述牙轮上的齿排与对应固定刀翼上的固定切削齿在钻头本体的径向投影上的高低差H为
‑
3～5mm；
[0025]和/或，所述牙轮上的钢齿布置在该牙轮的内排和/或外排。
[0026]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0027]本申请实施例提供的混合钻头上设置有钢齿和镶齿，在钢齿接触井底时，因为其较为突出的尖形结构，能够有效楔入硬塑性地层，起到预破碎致密地层的作用，而镶齿压入底层，起到预破碎地层外，还具有较强的抗研磨性和限位作用，提升了混合钻头的耐磨性和稳定性，再用固定切削齿的尖形结构进行刮削，能有效提高混合钻头的破岩效率。
[0028]混合钻头中钢镶齿混合布置结构扩大了钻头的地层适应范围，在复杂地层具有较高的寿命。
附图说明
[0029]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。
[0030]图1为本申请一个实施例提供的混合钻头立体图；
[0031]图2为图1的俯视图；
[0032]图3为本申请一个实施例提供的混合钻头布齿径向投影图；
[0033]图4为本申请另一个实施例提供的混合钻头立体图；
[0034]图5为本申请再一个实施例提供的混合钻头侧视图。
[0035]图中：1、钻头本体；2、固定刀翼；20、固定切削齿；3、牙掌；4、牙轮；40、钢齿；41、镶齿；5、排屑槽；6、喷嘴；7、辅助刀翼。
具体实施方式
[0036]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。
[0037]参见图1和图2所示，本申请实施例提供的一种混合钻头，其包括钻头本体1、至少
一个固定刀翼2和至少一个牙掌3，固定刀翼2和牙掌3都连接在钻头本体1的同一个端部上，且固定刀翼2上设有固定切削齿20，牙掌3上安装有牙轮4，牙轮4上设有齿排；其中，有一个牙轮4上的齿排包含有钢齿40，有一个牙轮4上的齿排包含有镶齿41。
[0038]本申请实施例提供的混合钻头上设置有钢齿40和镶齿41，在钢齿40接触井底时，因为其较为突出的尖形结构，能够有效楔入硬塑性地层，起到预破碎致密地层的作用，而镶齿41压入底层，起到预破碎地层外，还具有较强的抗研磨性和限位作用，提升了混合钻头的耐磨性和稳定性，再用固定切削齿20的尖形结构进行刮削，能有效提高混合钻头的破岩效率。
[0039]混合钻头中钢镶齿混合布置结构扩大了钻头的地层适应范围，在复杂地层具有较高的寿命。
[0040]本申请实施例中，钢齿40可以采用直钢齿、斜钢齿、弧顶钢齿或凹形钢齿。各个钢齿40可以独立地从直钢齿、斜钢齿、弧顶钢齿和凹形钢齿中选择一种，也就是说，所有的钢齿40可以选用同一种，也可以各个都不相同，也可以一部分相同，一部分不相同，根据实际需要进行选择即可。
[0041]本申请实施例中，当钢齿40采用斜钢齿时，斜钢齿与其所在的牙轮4的轴线相对倾斜角度为0
°
～60
°
。至于具体的倾斜角度，可以根据实际需要选择即可。
[0042]本申请实施例中，钢齿40表面设有耐磨敷焊层，耐磨敷焊层可以选用碳化钨或金刚石材质。
[0043]本申请实施例中，镶齿41采用硬质合金齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合钻头，其特征在于，其包括：钻头本体(1)；至少一个固定刀翼(2)，其连接在所述钻头本体(1)的端部，且所述固定刀翼(2)上设有固定切削齿(20)；至少一个牙掌(3)，其连接在所述钻头本体(1)的端部，且所述牙掌(3)上安装有牙轮(4)，所述牙轮(4)上设有齿排；其中，有一个牙轮(4)上的齿排包含有钢齿(40)，有一个牙轮(4)上的齿排包含有镶齿(41)。2.如权利要求1所述的混合钻头，其特征在于：在所有的牙轮(4)中，有一个牙轮(4)同时设置有钢齿(40)和镶齿(41)。3.如权利要求2所述的混合钻头，其特征在于：所述牙轮(4)上的所有齿排中，其中有一个齿排由多个所述钢齿(40)组成，另一个齿排由多个所述镶齿(41)组成；或者，所述牙轮(4)上的所有齿排中，其中有一个齿排由所述钢齿(40)和镶齿(41)间隔排列而成；或者，所述牙轮(4)上的所有齿排中，其中有一个齿排由所述钢齿(40)和镶齿(41)散布排列而成。4.如权利要求1所述的混合钻头，其特征在于：所述牙掌(3)至少有两个，在所有的所述牙掌(3)中，其中有一个牙掌(3)的牙轮(4)上设置钢齿(40)，以形成全钢齿牙轮，另一个牙掌(3)的牙轮(4)上设置镶齿(41)，以形成全镶齿牙轮。5.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：江诗贵，杨东泽，刘晓波，吴革橙，郑兵，李宗昌，叶中郎，熊婷，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：