CN202544753U - 一种硬地层单牙轮钻头齿面结构 - Google Patents
一种硬地层单牙轮钻头齿面结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种硬地层单牙轮钻头齿面结构，涉及一种钻头结构，包括牙轮表面镶装的用以破碎岩石的牙齿，所述牙齿由硬质合金牙齿和PDC复合片组成。本实用新型能既能适用于软地层又适用于硬地层和研磨性强地层。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻头结构，尤其涉及油田、采矿和地质勘探钻井用的单牙轮钻头结构。
背景技术
石油钻井中常用的钻头有两类。一类是牙轮钻头，另一类是金刚石钻头。牙轮钻头中又有三牙轮钻头、两牙轮钻头、单牙轮钻头。金刚石钻头中有PDC钻头、孕镶钻头等。牙轮钻头通过牙齿对地层的冲击和刮削破碎岩石，牙齿材料通常是硬质合金，由于硬度和耐磨性较差，牙齿的寿命较低。PDC钻头靠复合片对地层剪切破碎岩石，复合片的材料主要是金刚石，寿命比牙轮钻头牙齿长。
目前只有球形单牙轮钻头在油田使用。球形单牙轮钻头在井底依靠牙齿刮削破碎岩石，形成网状的切削轨迹，在软地层中有较高的机械钻速和寿命，但在硬地层和研磨性强地层中由于硬质合金牙齿先期磨损严重，钻头的平均机械钻速和寿命较低，影响了单牙轮钻头的扩大使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提出一种既能适用于软地层，又能破碎较硬地层的单牙轮钻头齿面结构。
本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：
一种硬地层单牙轮钻头齿面结构，包括牙轮表面镶装的用以破碎岩石的牙齿，所述牙齿由硬质合金牙齿和PDC复合片组成。
作为优选方式，所述PDC复合片为楔形PDC复合片。
作为优选方式，所述PDC复合片为弧形PDC复合片。
本实用新型的有益效果：本实用新型将硬质合金牙齿和PDC复合片结合在单牙轮钻头上，结合了两者的优点同时又互补缺点，结构简单可靠，可灵活设计不同的不同部位的牙齿，满足钻进不同地层的需要，最大程度的提高破岩效率和牙齿寿命。另外，现有常规PDC钻头的复合片是圆形薄片，固定在钻头体上，复合片作圆周运动，破碎岩石时的切削方向始终是在圆周的切线上。由于复合片的抗压强度大于抗拉强度，通常用复合片的圆形平面正面切削岩石，这样能最大程度地提高复合片的破岩效率和使用寿命。如果用复合片的圆形平面侧向切削岩石，在复合片内部会产生拉应力，复合片与基体的连接强度较弱，复合片容易蹦裂或脱落。牙轮钻头和金刚石钻头的运动方式不一样。牙轮钻头在破碎岩石时牙齿的切削方向是变化的，导致牙轮钻头的牙齿难以采应复合片。本实用新型将常规PDC钻头的复合片圆形薄片设计成楔形和弧形，使得牙轮钻头在破碎岩石时尽管牙齿的切削方向是变化的，仍能的保征牙齿的复合片层法向切削岩石，最大限度保证复合片内部只产生拉应力，复合片不易蹦裂或脱落，就能大大提高牙轮钻头牙齿的耐磨性和使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
图2为图1中楔形PDC复合片的立体结构示意图；
图3是本实用新型实施例2的结构示意图；
图4为图3中弧形PDC复合片的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
实施例1：
如图1、2所示，本单牙轮钻头主要由钻头体1和牙轮2组成，钻头体1上有钻头柄11，牙爪轴颈等，钻头柄11上有联接螺纹。牙轮2装配在牙爪轴颈上，并能灵活转动。牙轮2布齿面上镶装有能破碎岩石的硬质合金牙齿3和楔形PDC复合片4。
实施例2：
如图3、4所示，本单牙轮钻头主要由钻头体1和牙轮2组成，钻头体1上有钻头柄11，牙爪轴颈等，钻头柄11上有联接螺纹。牙轮2装配在牙爪轴颈上，并能灵活转动。牙轮2布齿面上镶装有能破碎岩石的硬质合金牙齿3和弧形PDC复合片5。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种硬地层单牙轮钻头齿面结构，包括牙轮表面镶装的用以破碎岩石的牙齿，其特征在于：所述牙齿由硬质合金牙齿和PDC复合片组成。
2.如权利要求1所述的硬地层单牙轮钻头齿面结构，其特征在于：所述PDC复合片为楔形PDC复合片。
3.如权利要求1所述的硬地层单牙轮钻头齿面结构，其特征在于：所述PDC复合片为弧形PDC复合片。
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| CN2012200151972U CN202544753U (zh) | 2012-01-13 | 2012-01-13 | 一种硬地层单牙轮钻头齿面结构 |
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Country Status (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN107255017A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-10-17 | 西南石油大学 | 一种表镶天然金刚石颗粒的弧形齿单牙轮钻头 |
| CN110185397A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-08-30 | 西南石油大学 | 一种圆弧-抛物线-圆弧的新型齿形结构 |
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2012
- 2012-01-13 CN CN2012200151972U patent/CN202544753U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN106639887A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-10 | 西南石油大学 | 旋转齿单牙轮钻头 |
| CN106639887B (zh) * | 2016-11-25 | 2018-09-14 | 西南石油大学 | 旋转齿单牙轮钻头 |
| CN110185397A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-08-30 | 西南石油大学 | 一种圆弧-抛物线-圆弧的新型齿形结构 |
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