CN201588550U - 一种阶梯螺旋刀翼式pdc钻头 - Google Patents
一种阶梯螺旋刀翼式pdc钻头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201588550U CN201588550U CN2009202450943U CN200920245094U CN201588550U CN 201588550 U CN201588550 U CN 201588550U CN 2009202450943 U CN2009202450943 U CN 2009202450943U CN 200920245094 U CN200920245094 U CN 200920245094U CN 201588550 U CN201588550 U CN 201588550U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drill bit
- step helix
- cutting tooth
- wing
- main cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本实用新型公开一种阶梯螺旋刀翼式PDC钻头,其特征是刀翼为阶梯螺旋状,阶梯螺旋刀翼上安装主切削齿,主切削齿采用负前角,阶梯螺旋刀翼外侧安装有聚晶条,钻头冠部端面及底部开设有均匀布局的喷水孔,副切削齿安装在主切削齿的后端。在钻头顺时针公转时,泥浆可以顺着阶梯螺旋刀翼的螺旋升角快速上返至井口,避免主切削齿重复破碎,可降低主切削齿磨损速度,从而延缓钻头机械转速的衰减速度。本实用新型广泛应用于石油、天然气、地质、煤田、水文勘探和开采,可以增大金刚石钻头外圈的布齿密度,灵活调整切削齿的侧转角度,有利于岩屑的及时排出,从而提高钻头的钻进效率和工作寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种PDC钻头,具体是一种阶梯螺旋刀翼式PDC钻头,属于钻采工具领域。
背景技术
PDC钻头目前广泛应用于石油、天然气、地质、煤田、水文勘探和开采,如国家知识产权局专利局于2005年8月10日公告(公告号CN2716486Y)的“一种新型PDC钻头”,为了提高PDC钻头的机械转速和延长工作寿命,切削齿分布密度较低,切削出的岩屑颗粒较大,理想是实现切削时岩屑翻转,避免重复破碎,但在实际应用中,受到钻机水力参数不足等条件的限制,难以发挥结构优势。国家知识产权局专利局于2008年6月18日公告(公告号CN 201074480Y)的“PDC钻头”,为了使PDC钻头更适合软硬交错分布地层的钻采作业需要,其刀翼为长短刀翼交错分布,长刀翼为可更换活块,长刀翼通过卡块与钢体固定,通过更换刀翼来满足不同地层的钻进需要,从而减少更换钻头次数,提高机械钻速。但是刀翼的刚性不足,安全系数不大,因此难以得到推广。
实用新型内容
本实用新型为了克服普通PDC钻头对地层变化敏感,研磨性地层外排切削齿磨损速度较快,钻头寿命短,机械钻速衰减快的不足,而提供了一种阶梯螺旋刀翼式PDC钻头,该钻头采用阶梯螺旋刀翼、外排高密度布齿,使其更适合复杂地层的钻井作业,安全系数高,机械钻速稳定,钻头整体寿命长。
本实用新型是通过以下技术方案来实现:
在钻头钢体上连接有钻头冠部,钻头冠部和阶梯螺旋刀翼为一个整体,表面为碳化物耐磨层,阶梯螺旋刀翼为阶梯螺旋状,阶梯螺旋刀翼上安装主切削齿,主切削齿采用负前角,阶梯螺旋刀翼外侧安装有聚晶条,钻头冠部端面及底部开设有均匀布局的喷水孔,副切削齿安装在主切削齿的后端。
本实用新型在钻头顺时针公转时,泥浆可以顺着阶梯螺旋刀翼的螺旋升角快速上返至井口,避免主切削齿重复破碎,可降低主切削齿磨损速度,从而延缓钻头机械转速的衰减速度。另外阶梯螺旋形式使钻头受到井壁径向约束力有所增大,保径效果更为明显,大大提高了钻井安全性和成井质量。
附图说明
附图1为本实用新型的主视结构示意图。
附图2为本实用新型的俯视结构示意图。
附图标记说明如下:
钻头钢体1、钻头冠部2、阶梯螺旋刀翼3、主切削齿4、聚晶条5、喷水孔6、副切削齿7、碳化物耐磨层8。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明和描述:
本实用新型由钻头钢体(1)和钻头冠部(2)组成支撑骨架,阶梯螺旋刀翼(3)按一定角度分布在钻头冠部(2)的圆周和端面上,阶梯螺旋刀翼(3)以钻头中心产生一定升角的螺旋,阶梯螺旋刀翼(3)和钻头冠部(2)为一个整体,表面为碳化物耐磨层(8),阶梯螺旋刀翼(3)外侧安装有聚晶条(5),钻头冠部(2)端面及底部开设有均匀布局的喷水孔(6),阶梯螺旋刀翼(3)上安装有主切削齿(4),主切削齿(4)的安装角度根据不同区域和井深选择不同的仰角和侧片角度,副切削齿(7)安装在主切削齿(4)的后部。
阶梯螺旋刀翼(3)的旋向可以是左旋也可以是右旋,阶梯数量可以为任意个数;阶梯螺旋刀翼(3)上的金刚石复合片分布为阶梯式,阶梯形式可以前后出现、也可以上下形成阶梯;阶梯螺旋刀翼(3)上面可以安装尖角形状的金刚石复合片,也可以安装圆柱形或其他任意形状的金刚石复合片或金刚石切削齿。
阶梯螺旋刀翼的螺旋升角根据钻机水力参数的配备情况而改变,水力参数不足将选用较小的螺旋升角,水力参数足够时将选用较大的螺旋升角。阶梯螺旋刀翼端部的阶梯形式根据地层的软硬平均情况改变大小,增加了钻头径向约束,从而降低钻头的横行震动,提高钻头寿命和机械钻速,阶梯螺旋结构可以减小钻头钻进中横向振幅,增加泥浆上返速度和携砂能力,高密度外排布齿减缓了外排齿的过度磨损,阶梯螺旋刀翼和钻头冠部表面的碳化物耐磨层可在钻井工作中保护钻头胎体,降低泥浆流对它的冲蚀作用,聚晶条可保护直径部分不被迅速磨损,防止机械钻速衰减过快,喷水孔喷出高速射流钻井液,可及时清理井底破碎岩屑,主切削齿的安装角度根据不同区域和井深选择不同的仰角和侧片角度,使不同半径上的主切削齿磨损速度和寿命接近,避免个别主切削齿受力过大而早期失效,因此可以充分发挥每一个切削齿的作用,提高了PDC钻头寿命。副切削齿可有效控制钻头平稳工作,防止钻头在软硬交错地层中瞬时吃入岩石过深,避免钻柱扭矩瞬时增加。
Claims (5)
1.一种阶梯螺旋刀翼式PDC钻头,其特征在于:在钻头钢体(1)上连接有钻头冠部(2),钻头冠部(2)和阶梯螺旋刀翼(3)为一个整体,表面为碳化物耐磨层(8),阶梯螺旋刀翼(3)为阶梯螺旋状,阶梯螺旋刀翼(3)上安装主切削齿(4),主切削齿(4)采用负前角,阶梯螺旋刀翼(3)外侧安装有聚晶条(5),钻头冠部(2)端面及底部开设有均匀布局的喷水孔(6),副切削齿(7)安装在主切削齿(4)的后端。
2.根据权利要求1所述阶梯螺旋刀翼式PDC钻头,其特征在于钻头钢体(1)和钻头冠部(2)组成支撑骨架,阶梯螺旋刀翼(3)分布在钻头冠部(2)的圆周和端面上,阶梯螺旋刀翼(3)以钻头中心产生升角螺旋,阶梯螺旋刀翼(3)和钻头冠部(2)为一个整体,表面为碳化物耐磨层(8),阶梯螺旋刀翼(3)外侧安装有聚晶条(5),钻头冠部(2)端面及底部开设有均匀布局的喷水孔(6),阶梯螺旋刀翼(3)上安装有主切削齿(4),副切削齿(7)安装在主切削齿(4)的后部。
3.根据权利要求1所述阶梯螺旋刀翼式PDC钻头,其特征在于所述阶梯螺旋刀翼(3)的旋向是左旋或右旋。
4.根据权利要求1所述阶梯螺旋刀翼式PDC钻头,其特征在于阶梯螺旋刀翼(3)上的金刚石复合片分布为阶梯式,阶梯形式为前后阶梯或上下阶梯。
5.根据权利要求1所述阶梯螺旋刀翼式PDC钻头,其特征在于阶梯螺旋刀翼(3)上面安装尖角形状或圆柱形状的金刚石复合片或金刚石切削齿。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009202450943U CN201588550U (zh) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | 一种阶梯螺旋刀翼式pdc钻头 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009202450943U CN201588550U (zh) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | 一种阶梯螺旋刀翼式pdc钻头 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN201588550U true CN201588550U (zh) | 2010-09-22 |
Family
ID=42748328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009202450943U Expired - Fee Related CN201588550U (zh) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | 一种阶梯螺旋刀翼式pdc钻头 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN201588550U (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102454366A (zh) * | 2010-10-29 | 2012-05-16 | 天津市润通石油设备有限公司 | 一种钻头 |
CN103352659A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-10-16 | 河南理工大学 | 反螺旋粉碎吸尘钻头 |
CN104060943A (zh) * | 2014-04-11 | 2014-09-24 | 江苏长城石油装备制造有限公司 | 一种螺杆钻具钻头 |
CN105189906A (zh) * | 2013-03-14 | 2015-12-23 | 史密斯国际有限公司 | 用于固定切削齿钻头和其他井下切削工具的切削构件 |
CN105849355A (zh) * | 2013-12-18 | 2016-08-10 | 哈里伯顿能源服务公司 | 采用副刀具方法的切削结构设计 |
CN106194035A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-07 | 河南理工大学 | 一种可拆卸切削齿螺旋pdc钻头 |
CN107206520A (zh) * | 2014-12-09 | 2017-09-26 | 通用电气(Ge)贝克休斯有限责任公司 | 具有精确的切削机凹窝位置和取向的钻地工具及相关方法 |
US10030452B2 (en) | 2013-03-14 | 2018-07-24 | Smith International, Inc. | Cutting structures for fixed cutter drill bit and other downhole cutting tools |
CN108590534A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-09-28 | 立府精密机械有限公司 | 一种结构紧凑的耐磨钻头 |
US10287825B2 (en) | 2014-03-11 | 2019-05-14 | Smith International, Inc. | Cutting elements having non-planar surfaces and downhole cutting tools using such cutting elements |
CN111764832A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-13 | 江苏煤炭地质勘探三队 | 适合于破碎坚硬玄武岩地层的pdc钻头 |
-
2009
- 2009-11-03 CN CN2009202450943U patent/CN201588550U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102454366A (zh) * | 2010-10-29 | 2012-05-16 | 天津市润通石油设备有限公司 | 一种钻头 |
US10030452B2 (en) | 2013-03-14 | 2018-07-24 | Smith International, Inc. | Cutting structures for fixed cutter drill bit and other downhole cutting tools |
US10309156B2 (en) | 2013-03-14 | 2019-06-04 | Smith International, Inc. | Cutting structures for fixed cutter drill bit and other downhole cutting tools |
CN105189906A (zh) * | 2013-03-14 | 2015-12-23 | 史密斯国际有限公司 | 用于固定切削齿钻头和其他井下切削工具的切削构件 |
CN103352659B (zh) * | 2013-07-29 | 2015-07-08 | 河南理工大学 | 反螺旋粉碎吸尘钻头 |
CN103352659A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-10-16 | 河南理工大学 | 反螺旋粉碎吸尘钻头 |
CN105849355A (zh) * | 2013-12-18 | 2016-08-10 | 哈里伯顿能源服务公司 | 采用副刀具方法的切削结构设计 |
US10920496B2 (en) | 2013-12-18 | 2021-02-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cutting structure design with new backup cutter methodology |
US11542754B2 (en) | 2013-12-18 | 2023-01-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cutting structure design with secondary cutter methodology |
US10287825B2 (en) | 2014-03-11 | 2019-05-14 | Smith International, Inc. | Cutting elements having non-planar surfaces and downhole cutting tools using such cutting elements |
US11215012B2 (en) | 2014-03-11 | 2022-01-04 | Schlumberger Technology Corporation | Cutting elements having non-planar surfaces and downhole cutting tools using such cutting elements |
CN104060943A (zh) * | 2014-04-11 | 2014-09-24 | 江苏长城石油装备制造有限公司 | 一种螺杆钻具钻头 |
CN107206520A (zh) * | 2014-12-09 | 2017-09-26 | 通用电气(Ge)贝克休斯有限责任公司 | 具有精确的切削机凹窝位置和取向的钻地工具及相关方法 |
CN106194035A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-07 | 河南理工大学 | 一种可拆卸切削齿螺旋pdc钻头 |
CN108590534A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-09-28 | 立府精密机械有限公司 | 一种结构紧凑的耐磨钻头 |
CN111764832A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-13 | 江苏煤炭地质勘探三队 | 适合于破碎坚硬玄武岩地层的pdc钻头 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201588550U (zh) | 一种阶梯螺旋刀翼式pdc钻头 | |
US8327955B2 (en) | Non-parallel face polycrystalline diamond cutter and drilling tools so equipped | |
CN102434105B (zh) | 具有旋切破岩功能的复合钻头 | |
CN102392603B (zh) | 旋切钻头与pdc刀翼形成的复合钻头 | |
CN102392605A (zh) | Pdc钻头与旋切钻头形成的复合钻头 | |
CN206280004U (zh) | 一种具有多重切削功能的混合pdc钻头 | |
CN205047162U (zh) | 一种石油钻头 | |
WO2013029347A1 (zh) | 具有旋切破岩功能的复合钻头 | |
CA2940286A1 (en) | Drill bit | |
CN204152441U (zh) | 一种具有逆向喷射功能的pdc钻头 | |
CN102041968A (zh) | 一种适用于在泥质胶结漂卵石地层中成孔的大直径钻头 | |
RU2332553C2 (ru) | Буровое долото для ударного бурения, бурильная система, содержащая такое буровое долото, и способ бурения скважины | |
CN203452651U (zh) | 强锥pdc减振提速钻头 | |
CN202441267U (zh) | 具有旋切破岩功能的复合钻头 | |
CN213627443U (zh) | 一种蝶形布齿的聚晶金刚石复合片钻头 | |
CN102400646B (zh) | 旋切钻头与牙轮钻头形成的复合钻头 | |
CN208122763U (zh) | 一种变径钻具 | |
CN210317170U (zh) | 一种高性能潜孔钻头 | |
CN202441259U (zh) | 旋切钻头与牙轮钻头形成的复合钻头 | |
CN213234940U (zh) | 一种用于定向钻井的钻头 | |
CN202596583U (zh) | 抗冲击型聚晶金刚石复合片锚杆钻头 | |
CN205840789U (zh) | 一种全覆盖型牙轮掌片 | |
CN103184833A (zh) | 大锯齿金刚石钻头 | |
CN203640608U (zh) | 一种具有内锥的复合式单牙轮钻头 | |
CN210738477U (zh) | 金刚石锚杆钻头 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100922 Termination date: 20181103 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |