CN204476284U - 一种多排齿pdc钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多排齿PDC钻头，包括一体成型固定的钻头基体、钻头冠部、刀翼及切削齿，所述钻头冠部上开设有喷口；所述钻头冠部固定于钻头基体的一端，刀翼固定于钻头冠部上；所述切削齿固定于刀翼上；所述切削齿包括主切削齿及后排齿；各刀翼上分别设置有一排由多个主切削齿组成的主切削齿排及至少一排由多个后排齿组成的后排齿排，各个刀翼上的主切削齿排与其相邻的一排后排齿排之间的间距为2.5～3.5mm；所述刀翼的数量为六个；该六个刀翼分别沿着钻头冠部径向间隔设置；相邻两个刀翼之间的间距为15-30mm。该多排齿PDC钻头使用寿命长且钻速快。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油勘探开发钻完井工程领域，尤其涉及一种适于硬地层的多排齿PDC钻头。
背景技术
塔里木油田中深区块位于塔中东部山区，该区块中下寒武统白云岩研磨性极高，对钻头的磨损大，严重影响了勘探开发速度。现有技术的PDC钻头的刀翼通常只有一排切削齿，并且刀翼的分布角度以及刀翼上齿的分布与设置并不适合此地层，布齿密度低，工作性能差导致钻头机械钻速较低，影响钻井作业。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构合理、能有效提高钻速的多排齿PDC钻头。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种多排齿PDC钻头，包括一体成型固定的钻头基体、钻头冠部、刀翼及切削齿，所述钻头冠部上开设有喷口；所述钻头冠部固定于钻头基体的一端，刀翼固定于钻头冠部上；所述切削齿固定于刀翼上；所述切削齿包括主切削齿及后排齿；各刀翼上分别设置有一排由多个主切削齿组成的主切削齿排及至少一排由多个后排齿组成的后排齿排，各个刀翼上的主切削齿排与其相邻的一排后排齿排之间的间距为2.5～3.5mm；所述刀翼的数量为六个；该六个刀翼分别沿着钻头冠部径向间隔设置；相邻两个刀翼之间的间距为15-30mm。
优选地，所述六个刀翼分别为第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼及第六刀翼；所述第一刀翼上的主切削齿排包括六个主切削齿；所述第二刀翼上的主切削齿排包括三个主切削齿；所述第三刀翼上的主切削齿排包括六个主切削齿；所述第四刀翼上的主切削齿排包括四个主切削齿；所述第五刀翼上的主切削齿排包括六个主切削齿；所述第六刀翼上的主切削齿排包括四个主切削齿。
优选地，所述第一刀翼、第三刀翼及第五刀翼上分别设置有七个后排齿，且第一刀翼、第三刀翼及第五刀翼上各自的七个后排齿分别沿着所述钻头冠部的径向间隔地设置成两排。
优选地，所述第二刀翼、第四刀翼及第六刀翼上分别设置有三个后排齿，且第二刀翼、第四刀翼及第六刀翼各自上的后排齿分别沿着钻头冠部的径向设置成一排。
优选地，所述第二刀翼位于将第一刀翼沿顺时针方向旋转60°的位置处；所述第三刀翼位于将第一刀翼沿顺时针方向旋转125°的位置处；所述第四刀翼位于将第一刀翼沿顺时针方向旋转180°的位置处；所述第五刀翼位于将第一刀翼沿顺时针方向旋转235°的位置处；所述第六刀翼位于将第一刀翼沿顺时针方向旋转295°的位置处。
优选地，所述主切削齿的数量为二十九个，该二十九个主切削齿呈螺旋状分布。
优选地，所述二十九个主切削齿分别为：第一主切削齿、第二主切削齿、第三主切削齿、第四主切削齿、第五主切削齿、第六主切削齿、第七主切削齿、第八主切削齿、第九主切削齿、第十主切削齿、第十一主切削齿、第十二主切削齿、第十三主切削齿、第十四主切削齿、第十五主切削齿、第十六主切削齿、第十七主切削齿、第十八主切削齿、第十九主切削齿、第二十主切削齿、第二十一主切削齿、第二十二主切削齿、第二十三主切削齿、第二十四主切削齿、第二十五主切削齿、第二十六主切削齿、第二十七主切削齿、第二十八主切削齿、第二十九主切削齿，第一主切削齿至第二十九主切削齿的后倾角度16°递增至23°。
优选地，所述第八主切削齿、第九主切削齿、及第十一主切削齿至第二十九主切削齿远离各自刀口的一侧分别设置有至少一个后排齿，且各后排齿分别与其对应的主切削齿的后倾角度相等。
优选地，所述主切削齿及后排齿的直径均为13mm。
优选地，所述喷口为三个，该三个喷口分别位于第二刀翼、第四刀翼及第六刀翼与钻头冠部中轴线之间；并且三个喷口分别位于第一刀翼及第三刀翼之间、第三刀翼及第五刀翼之间、第六刀翼及第一刀翼之间。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的多排齿PDC钻头，通过将刀翼的数量设置成六个，使得该多排齿PDC钻头更适用于硬地层工作，并将相邻两个刀翼之间的间距为15-30mm，在保证刀翼的数量及较强的工作性能的前提下，使得排岩屑的效率更好，并且各个刀翼上的主切削齿排与其相邻的一排后排齿排之间的间距为2.5～3.5mm进一步提高从而提高排岩屑的效率，使得本实用新型的多排齿PDC钻头的钻速。
附图说明
图1为本实用新型的实施例中一种多排齿PDC钻头的结构示意图；
图2为图1F方向视图。
图中：100、刀翼；101、第一刀翼；102、第二刀翼；103、第三刀翼；104、第四刀翼；105、第五刀翼；106、第六刀翼；200、钻头冠部；201、喷口；300、切削齿；301、主切削齿；301a、主切削齿排；302、后排齿；302a、后排齿排；1、第一主切削齿；2、第二主切削齿；3、第三主切削齿；4、第四主切削齿；5、第五主切削齿；6、第六主切削齿；7、第七主切削齿；8、第八主切削齿；9、第九主切削齿；10、第十主切削齿；11、第十一主切削齿；12、第十二主切削齿；13、第十三主切削齿；14、第十四主切削齿；15、第十五主切削齿；16、第十六主切削齿；17、第十七主切削齿；18、第十八主切削齿；19、第十九主切削齿；20、第二十主切削齿；21、第二十一主切削齿；22、第二十二主切削齿；23、第二十三主切削齿；24、第二十四主切削齿；25、第二十五主切削齿；26、第二十六主切削齿；27、第二十七主切削齿；28、第二十八主切削齿；29、第二十九主切削齿；400、钻头基体。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
参照图1与图2，本实施例所述的一种多排齿PDC钻头，包括一体成型固定的钻头基体400、刀翼100、钻头冠部200及切削齿300，所述钻头冠部200上开设有喷口201。所述钻头冠部200固定于钻头基体400的一端，刀翼100固定于钻头冠部200上。所述切削齿300固定于刀翼100上。所述切削齿300包括数量若干的主切削齿301及后排齿302。各刀翼100上分别设置有一排由多个主切削齿301组成的主切削齿排301a及至少一排由后排齿302组成的后排齿排302a，各个刀翼100上的主切削齿排301a与其相邻的一排后排齿排302a之间的间距为2.5～3.5mm。所述刀翼100的数量为六个。该六个刀翼100分别沿着钻头冠部200径向间隔设置。相邻两个刀翼100之间的间距为15-30mm。所述主切削齿301的数量为二十九个，该二十九个主切削齿301呈螺旋状分布。由于相邻刀翼100之间的间隙主要是排岩屑的作用，因此将相邻两个刀翼100之间的间距为15-30mm，在保证刀翼100的数量及较强的工作性能的前提下，使得排岩屑的效率更好，并且各个刀翼100上的主切削齿排301a与其相邻的一排后排齿排302a之间的间距为2.5～3.5mm进一步提高从而提高排岩屑的效率，使得本实用新型的多排齿PDC钻头的钻速。
作为较优选的方案，所述主切削齿301及后排齿302的直径均为13mm。所述喷口201为三个。
所述六个刀翼100分别为第一刀翼101、第二刀翼102、第三刀翼103、第四刀翼104、第五刀翼105及第六刀翼106。所述第一刀翼101上的主切削齿排301a包括六个主切削齿301。所述第二刀翼102上的主切削齿排301a包括三个主切削齿301。所述第三刀翼103上的主切削齿排301a包括六个主切削齿301。所述第四刀翼104上的主切削齿排301a包括四个主切削齿301。所述第五刀翼105上的主切削齿排301a包括六个主切削齿301。所述第六刀翼106上的主切削齿排301a包括四个主切削齿301。
所述第一刀翼101、第三刀翼103及第五刀翼105上分别设置有七个后排齿302，且第一刀翼101、第三刀翼103及第五刀翼105上各自的七个后排齿302分别沿着所述钻头冠部200的径向间隔地设置成两排。第二刀翼102、第四刀翼104及第六刀翼106上分别设置有三个后排齿，且第二刀翼102、第四刀翼104及第六刀翼106各自上的后排齿302分别沿着钻头冠部200的径向设置成一排。所述第一刀翼101、第三刀翼103及第五刀翼105均为长刀翼。第二刀翼102、第四刀翼104及第六刀翼106均为短刀翼。
作为较优选的方案，所述三个喷口201分别位于第二刀翼102、第四刀翼104及第六刀翼106与钻头冠部200中轴线之间，并且三个喷口201分别位于第一刀翼101及第三刀翼103之间、第三刀翼103及第五刀翼105之间、第五刀翼105及第一刀翼101之间，因此仅需三个喷口201能更好的为六个刀翼100喷水冲洗，避免泥巴堆积于刀翼100之间的间隙内，提高钻速及PDC钻头使用寿命。
所述第二刀翼102位于将第一刀翼101沿顺时针方向旋转60°的位置处。所述第三刀翼103位于将第一刀翼101沿顺时针方向旋转125°的位置处。所述第四刀翼104位于将第一刀翼101沿顺时针方向旋转180°的位置处。所述第五刀翼105位于将第一刀翼101沿顺时针方向旋转235°的位置处。所述第六刀翼106位于将第一刀翼101沿顺时针方向旋转295°的位置处。如此设置六个刀翼100的位置可以方便PDC钻头工作时钻孔的精度更高。
所述二十九个主切削齿301分别为：第一主切削齿1、第二主切削齿2、第三主切削齿3、第四主切削齿4、第五主切削齿5、第六主切削齿6、第七主切削齿7、第八主切削齿8、第九主切削齿9、第十主切削齿10、第十一主切削齿11、第十二主切削齿12、第十三主切削齿13、第十四主切削齿14、第十五主切削齿15、第十六主切削齿16、第十七主切削齿17、第十八主切削齿18、第十九主切削齿19、第二十主切削齿20、第二十一主切削齿21、第二十二主切削齿22、第二十三主切削齿23、第二十四主切削齿24、第二十五主切削齿25、第二十六主切削齿26、第二十七主切削齿27、第二十八主切削齿28、第二十九主切削齿29，第一主切削齿1至第二十九主切削齿29的后倾角度16°递增至23°。例如，第一主切削齿1、第二主切削齿2、第三主切削齿3及第四主切削齿4的后倾角度均为16°。第五主切削齿5、第六主切削齿6、第七主切削齿7及第八主切削齿8的后倾角度17°。依次往后每四个主切削齿301的后倾角度增加1°，因此最后一个主切削齿301(即第二十九主切削齿29)的后倾角度为23°。
所述第八主切削齿8、第九主切削齿9、及第十一主切削齿11至第二十九主切削齿29远离各自刀口的一侧分别设置有至少一个后排齿302，且各后排齿302分别与其对应的主切削齿301的后倾角度相等。例如第八主切削齿8远离其刀口一次的后排齿302数量为一个，并且该后排齿302的后倾角度也为17°。通过在第八主切削齿8、第九主切削齿9、及第十一主切削齿11至第二十九主切削齿29远离各自刀口的一侧分别设置有至少一个后排齿302，能提高本实用新型所述钻头的破岩能力及效率，并且提高主切削齿301的使用寿命。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多排齿PDC钻头，包括一体成型固定的钻头基体、钻头冠部、刀翼及切削齿，所述钻头冠部上开设有喷口；所述钻头冠部固定于钻头基体的一端，刀翼固定于钻头冠部上；所述切削齿固定于刀翼上；其特征在于：所述切削齿包括主切削齿及后排齿；各刀翼上分别设置有一排由多个主切削齿组成的主切削齿排及至少一排由多个后排齿组成的后排齿排，各个刀翼上的主切削齿排与其相邻的一排后排齿排之间的间距为2.5～3.5mm；所述刀翼的数量为六个；该六个刀翼分别沿着钻头冠部径向间隔设置；相邻两个刀翼之间的间距为15-30mm。
2.根据权利要求1所述的多排齿PDC钻头，其特征在于：所述六个刀翼分别为第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼及第六刀翼；所述第一刀翼上的主切削齿排包括六个主切削齿；所述第二刀翼上的主切削齿排包括三个主切削齿；所述第三刀翼上的主切削齿排包括六个主切削齿；所述第四刀翼上的主切削齿排包括四个主切削齿；所述第五刀翼上的主切削齿排包括六个主切削齿；所述第六刀翼上的主切削齿排包括四个主切削齿。
3.根据权利要求2所述的多排齿PDC钻头，其特征在于：所述第一刀翼、第三刀翼及第五刀翼上分别设置有七个后排齿，且第一刀翼、第三刀翼及第五刀翼上各自的七个后排齿分别沿着所述钻头冠部的径向间隔地设置成两排。
4.根据权利要求2所述的多排齿PDC钻头，其特征在于：所述第二刀翼、第四刀翼及第六刀翼上分别设置有三个后排齿，且第二刀翼、第四刀翼及第六刀翼各自上的后排齿分别沿着钻头冠部的径向设置成一排。
5.根据权利要求2所述的多排齿PDC钻头，其特征在于：所述第二刀翼位于将第一刀翼沿顺时针方向旋转60°的位置处；所述第三刀翼位于将第一刀翼沿顺时针方向旋转125°的位置处；所述第四刀翼位于将第一刀翼沿顺时针方向旋转180°的位置处；所述第五刀翼位于将第一刀翼沿顺时针方向旋转235°的位置处；所述第六刀翼位于将第一刀翼沿顺时针方向旋转295°的位置处。
6.根据权利要求2所述的多排齿PDC钻头，其特征在于：所述主切削齿的数量为二十九个，该二十九个主切削齿呈螺旋状分布。
7.根据权利要求6所述的多排齿PDC钻头，其特征在于：所述二十九个主切削齿分别为：第一主切削齿、第二主切削齿、第三主切削齿、第四主切削齿、第五主切削齿、第六主切削齿、第七主切削齿、第八主切削齿、第九主切削齿、第十主切削齿、第十一主切削齿、第十二主切削齿、第十三主切削齿、第十四主切削齿、第十五主切削齿、第十六主切削齿、第十七主切削齿、第十八主切削齿、第十九主切削齿、第二十主切削齿、第二十一主切削齿、第二十二主切削齿、第二十三主切削齿、第二十四主切削齿、第二十五主切削齿、第二十六主切削齿、第二十七主切削齿、第二十八主切削齿、第二十九主切削齿，第一主切削齿至第二十九主切削齿的后倾角度从16°递增至23°。
8.根据权利要求7所述的多排齿PDC钻头，其特征在于：所述第八主切削齿、第九主切削齿、及第十一主切削齿至第二十九主切削齿远离各自刀口的一侧分别设置有至少一个后排齿，且各后排齿分别与其对应的主切削齿的后倾角度相等。
9.根据权利要求1-8任一项所述的多排齿PDC钻头，其特征在于：所述主切削齿及后排齿的直径均为13mm。
10.根据权利要求2-8任一项所述的多排齿PDC钻头，其特征在于：所述喷口为三个，该三个喷口分别位于第二刀翼、第四刀翼及第六刀翼与钻头冠部中轴线之间；并且三个喷口分别位于第一刀翼及第三刀翼之间、第三刀翼及第五刀翼之间、第六刀翼及第一刀翼之间。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116025289A (zh) * | 2021-10-27 | 2023-04-28 | 中国石油天然气集团有限公司 | 连续后排齿pdc钻头 |
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2015
- 2015-01-29 CN CN201520065408.7U patent/CN204476284U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN116025289A (zh) * | 2021-10-27 | 2023-04-28 | 中国石油天然气集团有限公司 | 连续后排齿pdc钻头 |
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