用于钢体式ＰＤＣ钻头的齿座及具有该齿座的钻头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于钢体式ＰＤＣ钻头的齿座，所述齿座包括一个齿座本体，在齿座本体上形成有一个齿孔，ＰＤＣ复合片能安装并固定于所述齿孔中。本实用新型专利技术还公开了使用这种齿座的钢体式ＰＤＣ钻头。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于石油天然气钻井的钢体式PDC钻头及其配件。
技术介绍
PDC钻头为整体式的钻头，整个钻头没有活动零部件，通常由钻头本体、钻头切削 齿、喷嘴及排屑槽等几部分组成。目前石油天然气钻井使用的全面钻井PDC钻头主要分钢体式和胎体式两种结构。 胎体式PDC钻头因其工艺和材料的特点，应用范围广，但其主要材料为铸造碳化钨粉料，价 格昂贵且不环保。钢体式PDC钻头本体材料为钢材，价格低、强度高，减小了重金属的使用 量，有利于环保。为了增加切削齿的布齿密度，石油钻井的PDC钻头在大多数应用中，都根据地层 的具体情况采用前排齿加后排齿的双级结构。采用烧结成型的胎体式PDC钻头在制造工艺 上可以方便地实现前排齿加后排齿的双级结构。然而，对于钢体式PDC钻头而言，目前尚没 有便捷有效的制造方式来制造前排齿加后排齿的双级结构，这是导致钢体式PDC钻头应用 范围小因而不能大面积推广的一个主要原因。具体而言，对于钢体式PDC钻头，因为用于安 装切削齿的齿孔要求与切削齿的配合精度高，如果在钢体式钻头上直接加工用于安装后排 齿的齿孔，将面临许多加工上的困难，而且不易达到设计要求。因此，现有技术中迫切需要一种能够便捷有效地制造的具有前排齿加后排齿双级 结构的钢体式PDC钻头。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够解决现有技术中存在的上述问题的齿座和 包括该齿座的钢体式PDC钻头。为实现上述目的，本技术提供了一种用于钢体式PDC钻头的齿座，钢体式PDC 钻头的PDC复合片能安装并固定于该齿座中，便于便捷地制造。此外，本技术提供了一种钢体式PDC钻头，其包括用于安装并固定PDC复合片 的齿座。根据本技术的一个方面，提供了一种用于钢体式PDC钻头的齿座，所述齿座 包括一个齿座本体，在齿座本体上形成有一个齿孔，PDC复合片能安装并固定于所述齿孔 中。优选地，所述齿座本体为圆柱体，所述齿孔为圆形孔。所述齿孔的中心轴线与所述齿座本体的纵轴线之间的夹角为0至90度之间的任 意角度。优选地，所述齿孔的中心轴线与所述齿座本体的纵轴线之间的夹角为60度至80 度，更优选为70度。优选地，所述齿孔在所述齿座上的位置使得PDC复合片连接到所述齿孔以后，所 述PDC复合片未被所述齿座包裹的出露弧长占整个圆弧的30%以上。优选地，所述PDC复合片在连接到所述齿座的所述齿孔以后，使得PDC复合片圆柱 面的50%以上都为连接面。优选地，所述PDC复合片在连接到所述齿座的所述齿孔后，所述PDC复合片不超出 所述齿座的圆柱面。优选地，所述PDC复合片在安装并固定到所述齿座的所述齿孔后，在所述PDC复合 片后方留有一定厚度的齿座部分。优选地，所述齿孔与PDC复合片为间隙配合。优选地，PDC复合片与所述齿孔的连接方式为钎焊。根据本技术的另一个方面，提供了一种钢体式PDC钻头，所述钻头上设置有 一个或多个安装孔，每个安装孔中分别安装并固定一个上述齿座，PDC复合片安装并固定于 所述齿座的齿孔中。优选地，所述安装孔因而所述齿座及PDC复合片设置于所述PDC钻头的前排齿的 正后方或者斜后方。优选地，所述齿座通过钎焊连接于所述安装孔中。本技术的有益效果如下所述。使用本技术的齿座，可方便地实现钢体式PDC钻头前排齿加后排齿的双级切 削结构的设计，使机加工更可行可靠，提高效率。利用本技术的齿座，使得能够在现有机加工能力下，方便地在钢体式PDC钻 头上加上后排齿，从而使得钢体式PDC钻头能够应用前排齿加后排齿的双级切削结构，增 加钢体式PDC钻头的布齿密度，推广钢体式PDC钻头的应用范围。特别是，通过本技术的上述齿座，使得使钢体式PDC钻头的后排齿能有效地 固定在前排齿的后方，而且能够方便地通过调节齿孔(安装孔)的位置X、Y来调节后排齿 相对于前排齿的位置，给加工制造带来许多便利，并且容易满足设计的要求，最重要的是能 够灵活地满足设计要求。因此，不仅节约了钻头加工制造的成本，也提高了加工效率。而且， 目前在许多钻井作业中需要大量的具有前排齿加后排齿双级结构的PDC钻头。因此，通过 本技术的上述齿座，就能够方便地制造出具有前排齿加后排齿双级结构的钢体式PDC 钻头，从而能够利用钢体式PDC钻头的优点，使钢体式PDC钻头在钻井作业中发挥更广更大 的作用，提高钻井作业效率。附图说明以下将参照附图结合本技术的优选实施例对本技术进行示例说明，其 中图1为本技术的齿座的一个优选实施例的示意图。图2为图1中所示齿座的侧视图。图3为图1中所示齿座的俯视图。图4为图1中所示齿座沿图2中方向A观察时的视图。图5为沿图3中方向B-B观察时的剖视图。图6和图7为示出本技术的齿座与PDC复合片连接情况的示意图。图8为本技术的钢体式PDC钻头的一个实施例的示意图，其具有利用本实用4新型的齿座安装并固定的后排齿。图9至12详细示出了本技术的齿座安装并固定于钢体式PDC钻头上的方式 的示意图。具体实施方式下面将参照附图示例性地给出本技术的实施例。应当理解，本说明书中示出 的任何实例都不是限制性的，而仅仅是示例性的。参看图1至5，示出了本技术的齿座的一个优选实施例。如图1-5中所示，齿 座1包括一为圆柱形或基本圆柱形的齿座本体2，齿座本体2的圆柱的直径和长度根据不同 类型的钢体式PDC钻头来确定。在齿座本体2上形成有一横截面为圆形的齿孔3。PDC复 合片4能安装并固定于所述齿孔3中。所述齿孔3的中心轴线与所述齿座本体2的纵轴线 成0至90度夹角。所述夹角的大小根据需要来确定。当连接于钻头上形成具有后排齿的 钢体式PDC钻头时，所述夹角的角度小，PDC复合片切削效率高；所述夹角的角度大，PDC复 合片切削效率低，抗冲击性强。通常，后排齿切削地层的角度为10士 10度，因而所述齿孔3的中心轴线与所述齿 座本体2的纵轴线之间的夹角为60度至80度，更优选为70度。当本技术的齿座和PDC复合片固定连接到钢体式PDC钻头上时，齿孔中轴线 与圆柱中轴线之间的夹角角度可以设置得较大，以使得后排齿对地层切削能力强，适合于 软地层；齿孔中轴线与圆柱中轴线之间的夹角角度也可以设置得较小，这样的话，后排齿对 地层切削能力弱，但是抗冲击能力强，适合于硬地层和有软硬交错的地层。参看图6和图7，示出了本技术的齿座1与PDC复合片4连接前和连接后情况 的示意图。如图7所示，所述齿孔3在所述齿座1上的位置使得PDC复合片4连接到所述齿 孔3以后，所述PDC复合片4未被所述齿座1包裹的出露弧长6占整个圆弧的30%以上。所述齿孔3在所述齿座1上的位置还可设置成使得所述PDC复合片4在连接到所 述齿座1的所述齿孔3以后，使得PDC复合片4圆柱面的50%以上都为连接面。所述齿孔3在所述齿座1上的位置还可设置成使得所述PDC复合片4在连接到所 述齿座1的所述齿孔3后，所述PDC复合片4不超出所述齿座1的圆柱面。所述齿孔3在所述齿座1上的位置还可设置成使得所述PDC复合片4在安装并固 定到所述齿座1的所述齿孔3后，在所述PDC复合片4后方留有一定厚度的齿座部分。根据以上的原则，优选地，可以推荐后排齿座的尺寸关系如下杯 + (Zl)2 +^&g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于钢体式ＰＤＣ钻头的齿座，其特征在于，所述齿座包括一个齿座本体，在齿座本体上形成有一个齿孔，ＰＤＣ复合片能安装并固定于所述齿孔中。

【技术特征摘要】
一种用于钢体式PDC钻头的齿座，其特征在于，所述齿座包括一个齿座本体，在齿座本体上形成有一个齿孔，PDC复合片能安装并固定于所述齿孔中。2.根据权利要求1所述的齿座，其特征在于，所述齿座本体为圆柱体，所述齿孔为圆形孔。3.根据权利要求1或2所述的齿座，其特征在于，所述齿孔的中心轴线与所述齿座本体 的纵轴线之间的夹角为0至90度之间的任意角度。4.根据权利要求1或2所述的齿座，其特征在于，所述齿孔的中心轴线与所述齿座本体 的纵轴线之间的夹角为60度至80度。5.根据权利要求1或2所述的齿座，其特征在于，所述齿孔的中心轴线与所述齿座本体 的纵轴线之间的夹角为70度。6.根据权利要求2所述的齿座，其特征在于，所述齿孔在所述齿座上的位置使得PDC 复合片连接到所述齿孔以后，所述PDC复合片未被所述齿座包裹的出露弧长占整个圆弧的 30%以上。7.根据权利要求6所述的齿座，其特征在于，所述PDC复合片在连接到所述齿座的所述 齿孔以后，使得PDC复合片圆柱面的50 %以上都为连接面。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：闭磊，杜向东，
申请(专利权)人：成都百施特金刚石钻头有限公司，
类型：实用新型
国别省市：90[]