CN102852462B - 一种复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头，钻头基体（1）由接头（11）、保径面（12）、刀翼（13）、水路（14）和中心水眼（15）组成，在刀翼(13)中预留有替换块(16)，该替换块(16)用于镶焊切削磨块(2)和金刚石复合片（3）。本发明通过特制的高强度、高耐磨性的超硬材料切削磨块镶焊于钻头基体的刀翼上，配合孔底动力钻具在硬塑性致密泥岩和砂砾岩夹层实现高效钻进，具有高效率、长寿命、低成本的特点，能有效解决以往牙轮钻头和PDC钻头寿命短、施工效率低的难题。
Description
技术领域
本发明属于油气田钻井作业领域井下工具类，特别涉及一种复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头。
背景技术
在油气勘探开发领域中，目前牙轮钻头和PDC钻头因其高效、寿命长而得到广泛应用，但对于一些在常压下脆性岩石向塑脆性岩石或硬塑性致密岩石转化且存在泥岩、页岩和砂砾岩夹层的地质结构复杂的深部地层，牙轮钻头表现为钻进速度慢，纯钻进时间短；PDC钻头表现为进尺慢甚至不进尺，往往需要数只甚至十余只牙轮钻头或PDC钻头才能钻达目的层，有时还可能造成牙轮的脱落，均存在效率低、寿命短、成本高及成功率低的缺点，没有有效的碎岩工具提高在上述深部复杂地层的机械钻速，缩短钻井周期，一直是困扰钻井工作者的技术难点。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头，在钻头基体上镶焊有切削磨块。钻头基体由接头、保径面、刀翼、水路和中心水眼组成，在刀翼中预留有替换块，替换块形状、尺寸依排布位置不同而不同，切削磨块镶焊于钻头基体的刀翼的替换块上。
进一步，切削磨块采用高强度、高耐磨性的超硬材料及合金粉末通过热压烧结而成，切削磨块在保护气氛环境中镶焊在钻头基体上。
进一步，在靠近钻头基体中心处的刀翼的替换块上，镶焊有金刚石复合片，金刚石复合片呈一定倾角设置。
进一步，水路形成在中心水眼和相邻刀翼、保径面之间，水路和中心水眼构成冲洗液循环通道，水路和中心水眼通过无压浸渍法获得。
进一步，通过接头与井下钻具连接。
本发明通过特制的高强度、高耐磨性的超硬材料切削磨块镶焊于钻头基体的刀翼上，配合孔底动力钻具在硬塑性致密泥岩和砂砾岩夹层实现高效钻进，具有高效率、长寿命、低成本的特点，能有效解决以往牙轮钻头和PDC钻头寿命短、施工效率低的难题。
附图说明
图1 本发明复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头基体示意图；
图2本发明复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头结构示意图；
图3本发明复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头底唇面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图2所示，本发明的复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头通过特制的、不同结构形状的、高强度、高耐磨性的超硬材料切削磨块镶焊于钻头基体1的刀翼13上而形成。
如图1、图2所示，钻头基体1由接头11、保径面12、刀翼13、水路14、中心水眼15组成。再结合图1，在刀翼13中预留有替换块16，该替换块16形状、尺寸依排布位置不同而不同，用于镶焊切削磨块2和金刚石复合片3。切削磨块2镶焊于刀翼13的多处位置上，金刚石复合片3镶焊于靠近钻头基体1的刀翼13中心处。切削磨块2根据工作要求采用相应的超硬材料及合金粉末通过热压烧结而成，各磨块在保护气氛环境中镶焊在钻头基体1上，金刚石复合片3呈一定倾角放置。
中心水眼15和相邻刀翼13、保径面12之间形成的水路14，构成冲洗液循环通道。水路14和中心水眼15通过无压浸渍法获得。
本发明的复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头通过接头11与井下钻具连接。
在钻进过程中，刀翼13上切削磨块2起破碎地层的作用，保径面12上有聚晶金刚石起保持井眼直径大小的作用，利用各刀翼之间形成的水路作为冲洗液循环流道，起到冷却钻头和排屑作用。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也实为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头，其特征在于：钻头基体（1）由保径面（12）、刀翼（13）、水路（14）和中心水眼（15）组成，在刀翼（13）中预留有替换块（16），替换块（16）形状、尺寸依排布位置不同而不同，切削磨块（2）采用高强度、高耐磨性的超硬材料及合金粉末通过热压烧结而成，切削磨块（2）在保护气氛环境中镶焊于钻头基体（1）的刀翼（13）的替换块（16）上，在靠近钻头基体（1）中心处的刀翼（13）的替换块（16）上，镶焊有金刚石复合片（3），金刚石复合片（3）呈一定倾角设置，钻头基体（1）下部连接有接头（11）。
2.根据权利要求1所述的复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头，其特征在于：水路（14）形成在中心水眼（15）和相邻的刀翼（13）、保径面（12）之间，水路（14）和中心水眼（15）构成冲洗液循环通道，水路（14）和中心水眼（15）通过无压浸渍法获得。
3.根据权利要求1或2所述的复合镶齿刀翼式金刚石全面钻头，其特征在于：通过接头（11）与井下钻具连接。
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