CN201027494Y - 一种抗冲击金刚石钻头 - Google Patents

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唐明庆
刘红莲
王艳梅
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Abstract

本实用新型涉及一种用于石油及地质钻探领域具有较强抗冲击性能的金刚石钻头。包括有钻头体和设置在钻头体下部的刀翼，刀翼上布设有主切削齿齿排和副切削齿齿排，刀翼侧配置有喷嘴，其不同之处在于所述的副切削齿齿排设置于主切削齿齿排的前面，副切削齿的出露高度低于其后对应的主切削齿出露高度。本实用新型的有益效果在于：主切削齿的有效工作面积较常规金刚石钻头小，由此减少了地层抗剪切力对主切削齿产生的扭矩。而副切削齿主要而且在先承受钻进时不均匀切削造成的的冲击载荷，使主切削齿冲击载荷减小，也即减少了对主切削齿的冲击损坏，提高了钻头抗破坏的能力，所以在软硬交错及有夹层的地层钻进时，本实用新型能够取得良好的钻进效果。

Description

一种抗冲击金刚石钻头
技术领域
本实用新型涉及一种用于石油及地质钻探领域具有较强抗冲击性能的金刚石钻头。
背景技术
在石油地质钻探领域金刚石钻头由于在软至中硬地层中具有机械钻速快、使用寿命长、进尺多的优点而被日益广泛应用。现有的金刚石(PDC)钻头的切削结构通常是由金刚石复合片和/或硬质合金刀片烧结固定在钻头体刀翼上而构成，刀翼上分布有主切削齿和副切削齿，根据钻头的切削方向，副切削齿布设在主切削齿后，并存在高度差。在这种切削结构中主切削齿是前排切削齿，同时也是最先接触夹层而受冲击载荷。后排耐磨材料的作用类似于加强筋，在前排齿磨损后参与切削。通常，钻头在钻压作用下吃入地层并做顺时针旋转，在软至中硬的均质地层中钻头刀翼上各部位的切削齿受到的钻压及扭矩是均匀的，同时每个切削齿在一个圆周运动的不同位置中受力也是均匀的。在软硬交错地层和有夹层的地层中，钻头的切削齿受到的剪切力是交变的，这种交变的冲击载荷造成刀翼上各部位的切削齿受力以及每颗切削齿在一个圆周上不同位置受力都是不均匀的，这些不均匀的力均被称为冲击载荷。常规切削结构的金刚石钻头在软硬交错地层及夹层中钻进时，主切削齿承受的冲击载荷较大，并且最先接触夹层而受冲击载荷，主切削齿在这种冲击载荷作用下易发生剥层等现象造成钻头的先期损坏，致使钻头过早失效。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种适用于钻进软硬交错地层及夹层的抗冲击金刚石钻头。
本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有钻头体1和设置在钻头体下部的刀翼2，刀翼上布设有主切削齿3齿排和副切削齿4齿排，刀翼侧配置有喷嘴5，其不同之处在于所述的副切削齿齿排设置于主切削齿齿排的前面，副切削齿的出露高度低于其后对应的主切削齿出露高度。
按上述方案，在副切削齿齿排与主切削齿齿排之间设置有副排屑槽6。
按上述方案，副切削齿的出露高度低于其后对应的主切削齿出露高度1～8mm。
本实用新型的有益效果在于：在钻头钻进时，尤其是在软硬交错及有夹层的地层钻进时，主切削齿仍然承担主要的切削任务，由于副切削齿设置在主切削齿的前面且出露高度低于主切削齿，因此，主切削齿的有效工作面积较常规金刚石钻头小，由此减少了地层抗剪切力对主切削齿产生的扭矩。而副切削齿较少量的参与切削地层，主要而且在先承受钻进时不均匀切削造成的的冲击载荷，由于副切削齿的在前保护，使主切削齿冲击载荷减小，也即减少了对主切削齿的冲击损坏，提高了钻头抗破坏的能力，延长了主切削齿的有效工作时间，从而延长了钻头的寿命。所以在软硬交错及有夹层的地层钻进时，本实用新型能够取得良好的钻进效果。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的正视结构图。
图2为本实用新型一个实施例的仰视结构图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。包括有钻头体1，在钻头体下部设置有刀翼2，刀翼从下端部延伸至下部外周侧向，设置有4片，各刀翼间开设排屑槽，刀翼上布设有主切削齿3齿排，由排列的聚晶金刚石复合片镶嵌焊结于刀翼上构成，聚晶金刚石复合片为圆块状，直径为Φ8～Φ25.4mm；在主切削齿3齿排前面，也即主切削齿切削面的前面，设置有副切削齿4齿排，在副切削齿齿排与主切削齿齿排之间开设有副排屑槽6，副切削齿齿排也由排列的圆形的聚晶金刚石复合片镶嵌焊结于刀翼上构成，或者为球头或锥形硬质合金齿镶嵌焊结于刀翼上构成，副切削齿的出露高度低于其后对应的主切削齿出露高度，出露高度之差3～5mm。此外，在下端端面的刀翼侧配置有喷嘴5。

Claims (5)

1.一种抗冲击金刚石钻头，包括有钻头体(1)和设置在钻头体下部的刀翼(2)，刀翼上布设有主切削齿(3)齿排和副切削齿(4)齿排，刀翼侧配置有喷嘴(5)，其特征在于所述的副切削齿齿排设置于主切削齿齿排的前面，副切削齿的出露高度低于其后对应的主切削齿出露高度。
2.按权利要求1所述的抗冲击金刚石钻头，其特征在于在副切削齿齿排与主切削齿齿排之间设置有副排屑槽(6)。
3.按权利要求1或2所述的抗冲击金刚石钻头，其特征在于副切削齿的出露高度低于其后对应的主切削齿出露高度1～8mm。
4.按权利要求1或2所述的抗冲击金刚石钻头，其特征在于所述的主切削齿齿排由排列的聚晶金刚石复合片镶嵌焊结于刀翼上构成，聚晶金刚石复合片为圆块状，直径为Φ8～Φ25.4mm。
5.按权利要求1或2所述的抗冲击金刚石钻头，其特征在于副切削齿齿排由排列的圆形的聚晶金刚石复合片镶嵌焊结于刀翼上构成，或者为球头或锥形硬质合金齿镶嵌焊结于刀翼上构成。
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