CN101949264A - 一种井下水平钻孔用金刚石钻头及其制作方法 - Google Patents

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杨野
张书进
梁福民
李海成
段宏
高光磊
韩宇
王晶
唐俊东
蔡萌
李建云
王玲
郑庆元
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本发明属于一种油田油层井下水平钻孔装置专用的金刚石钻头，它解决了目前特种硬质合金钻头钻透砂岩和金属套管效率低、磨损严重等问题。它由金刚石刀刃1、钻头本体2、刀刃基座3组成，钻头本体2的侧面开有对称的排屑槽4，为直线型槽或螺旋型槽，并且在钻头本体2的顶端面对称开有出液孔6，为圆柱形出液孔，本发明主要用在油层井下水平钻孔中，它具有结构简单、新颖、排屑好、切削效率高，使用寿命长等优点。

Description

一种井下水平钻孔用金刚石钻头及其制作方法 
技术领域：本发明涉及油田采油工程领域，属于一种油田油层定点深穿透水平钻孔装置用的新型金刚石钻头。 
背景技术：目前，金刚石钻头在采矿业、建筑、道路维修等各个领域都有广泛的应用。专利号为ZL200720309378.5，公告号为CN201193482的定点深穿透水平钻孔装置用的硬质合金钻头，虽然满足了既可钻砂岩又可钻金属套管的要求，但硬质合金钻头刀刃为一体式结构，钻砂岩时间较长、切削效率低，同时硬质合金钻头的磨损也比较严重。 
发明内容：本发明的目的就是针对上述存在的问题，发明既可满足同时钻透砂岩和金属套管的要求，又提高了钻孔的切削效率，缩短了钻透金属套管和砂岩的时间的一种井下水平钻孔用金刚石钻头及其制作方法。 
本发明的金刚石钻头由金刚石刀刃、钻头本体、刀刃基座组成，其中金刚石刀刃通过焊接方式与刀刃基座焊接在一起，刀刃基座镶嵌在钻头本体中，钻头本体的侧面开有对称的排屑槽，并且在钻头本体的顶端面对称开有出液孔。 
排屑槽为直线型槽或螺旋型槽，出液孔为圆柱形出液孔。 
金刚石刀刃为人造金刚石，厚度最好为3mm，高度最好为5mm。 
钻头本体的顶端面对称开的出液孔最好是两个，并且出液孔直径最好为Φ2mm。钻头本体的另一端为M10的内螺纹。 
金刚石刀刃的水平面与水平方向的夹角α最好为15°。金刚石刀刃的侧面与垂直方向的夹角β最好为15°。金刚石刀刃的最大外径最好为21mm。 
刀刃基座的材料最好为不锈钢，钻头本体的材料最好为硬质 合金刚体。 
一种井下水平钻孔用金刚石钻头的制造方法是通过以下步骤来实现的： 
a、首先加工钻头本体； 
b、其次，加工钻头本体的出液孔及M10内螺纹，通过特制模具，在制作钻头本体时，一次完成，还可以通过后续加工来实现； 
c、加工刀刃基座； 
d、加工金刚石刀刃，将金刚石颗粒和金属粉末混合均匀后，通过热压烧结成人造金刚石； 
e、通过直接将金刚石刀刃与刀刃基座一次烧结实现金刚石刀刃与刀刃基座联接联接，还可以通过焊接方式实现金刚石刀刃与刀刃基座的联接； 
f、通过焊接方式实现刀刃基座与钻头本体的联接； 
g、最后，对金刚石刀刃进行整形，开刃。 
本发明与现有技术相比具有如下优点： 
其结构简单、新颖、排屑好，即能钻透套管，又能钻砂岩、切削效率高。 
附图说明：图1是本发明的结构简图；图2是本发明的外观俯视图；图3是本发明的外观侧视图。 
具体实施方式：以下结合附图对本发明做进一步祥述：本发明的金刚石钻头由金刚石刀刃1、钻头本体2、刀刃基座3组成，其中金刚石刀刃1通过焊接方式与刀刃基座3焊接在一起，刀刃基座3镶嵌在钻头本体2中，钻头本体2的侧面开有对称的排屑槽4，并且在钻头本体2的顶端面对称开有出液孔6。 
排屑槽4为直线型槽或螺旋型槽，出液孔6为圆柱形出液孔。 
金刚石刀刃1为人造金刚石，厚度最好为3mm，高度最好为5mm。 
钻头本体2的顶端面对称开的出液孔6最好是两个，并且出 液孔直径最好为Φ2mm。钻头本体2的另一端为M10的内螺纹。 
金刚石刀刃1的水平面与水平方向的夹角α最好为15°。金刚石刀刃1的侧面与垂直方向的夹角β最好为15°。金刚石刀刃1的最大外径最好为21mm。 
刀刃基座3的材料最好为不锈钢，钻头本体2的材料最好为硬质合金刚体。 
一种井下水平钻孔用金刚石钻头的制造方法是通过以下步骤来实现的： 
a、首先加工钻头本体2； 
b、其次，加工钻头本体2的出液孔及M10内螺纹，通过特制模具，在制作钻头本体2时，一次完成，还可以通过后续加工来实现； 
c、加工刀刃基座3； 
d、加工金刚石刀刃1，将金刚石颗粒和金属粉末混合均匀后，通过热压烧结成人造金刚石； 
e、通过直接将金刚石刀刃1与刀刃基座3一次烧结实现金刚石刀刃1与刀刃基座3联接联接，还可以通过焊接方式实现金刚石刀刃1与刀刃基座3的联接； 
f、通过焊接方式实现刀刃基座3与钻头本体2的联接； 
g、最后，对金刚石刀刃1进行整形，开刃。 
现场使用时，钻头本体2的一端通过M8的内螺纹与功率型空心软轴相连接，依靠井下水平钻孔机、通过功率型空心软轴提供动力，携带金刚石钻头旋转和进给和后退，首先在套管上钻孔，然后继续进给，继续在水泥环、污染带及岩层钻孔。在金刚石钻头本体2的侧面开有对称的排屑槽4，为直线型槽或螺旋型槽，并且在钻头本体2的顶端面对称开有出液孔6，为圆柱形出液孔。 

Claims (10)

1.一种井下水平钻孔用金刚石钻头，它由金刚石刀刃(1)、钻头本体(2)、刀刃基座(3)组成，其中金刚石刀刃(1)通过焊接方式与刀刃基座(3)焊接在一起，刀刃基座(3)镶嵌在钻头本体(2)中，其特征在于：钻头本体(2)的侧面开有对称的排屑槽(4)，并且在钻头本体(2)的顶端面对称开有出液孔(6)，。
2.根据权利要求1所述的一种井下水平钻孔用金刚石钻头，其特征在于：排屑槽(4)为直线型槽或螺旋型槽，出液孔(6)为圆柱形出液孔。
3.根据权利要求1所述的一种井下水平钻孔用金刚石钻头，其特征在于：金刚石刀刃(1)为人造金刚石，厚度最好为3mm，高度最好为5mm。
4.根据权利要求1所述的一种井下水平钻孔用金刚石钻头，其特征在于：钻头本体(2)的顶端面对称开的出液孔(6)最好是两个，并且出液孔直径最好为Φ2mm。
5.根据权利要求1所述的一种井下水平钻孔用金刚石钻头，其特征在于：钻头本体(2)的另一端为M10的内螺纹。
6.根据权利要求1所述的一种井下水平钻孔用金刚石钻头，其特征在于：金刚石刀刃(1)的水平面与水平方向的夹角α最好为15°。
7.根据权利要求1所述的一种井下水平钻孔用金刚石钻头，其特征在于：金刚石刀刃(1)的侧面与垂直方向的夹角β最好为15°。
8.根据权利要求1所述的一种井下水平钻孔用金刚石钻头，其特征在于：金刚石刀刃(1)的最大外径最好为21mm。
9.根据权利要求1所述的一种井下水平钻孔用金刚石钻头，其特征在于：刀刃基座(3)的材料最好为不锈钢，钻头本体(2)的材料最好为硬质合金刚体。
10.一种井下水平钻孔用金刚石钻头的制造方法是通过以下步骤来实现的：
a、首先加工钻头本体(2)；
b、其次，加工钻头本体(2)的出液孔及M10内螺纹，通过特制模具，在制作钻头本体(2)时，一次完成，还可以通过后续加工来实现；
c、加工刀刃基座(3)；
d、加工金刚石刀刃(1)，将金刚石颗粒和金属粉末混合均匀后，通过热压烧结成人造金刚石；
e、通过直接将金刚石刀刃(1)与刀刃基座(3)一次烧结实现金刚石刀刃(1)与刀刃基座(3)联接联接，还可以通过焊接方式实现金刚石刀刃(1)与刀刃基座(3)的联接；
f、通过焊接方式实现刀刃基座(3)与钻头本体(2)的联接；
g、最后，对金刚石刀刃(1)进行整形，开刃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107327276A (zh) * 2017-09-11 2017-11-07 张家港钻通设备有限公司 一种使用时间长的金刚石钻头

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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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