CN204476285U - 一种高性能六刀翼pdc取心钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高性能六刀翼PDC取心钻头，该PDC取心钻头包括钻头基体，所述钻头基体包括钻头冠部，所述钻头冠部上设有出水口、及以钻头基体的中心轴旋转分布的六个刀翼，所述刀翼的纵向剖面轮廓线为抛物线形状，所述刀翼的内侧与钻头冠部外表面复合为一体；所述六个刀翼依次为第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼，所述第一刀翼、第四刀翼上均设有5个切削齿，所述第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上均设有4个切削齿。本实用新型的高性能六刀翼PDC取心钻头，具有使用寿命长、钻进速度快、岩心收率高等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于工程设备领域，具体涉及一种高性能六刀翼PDC取心钻头。
背景技术
在石油钻井中，常采用PDC(Polycrystalline Diamond Compact，聚晶金刚石复合片)取心钻头。现有技术的某些PDC取心钻头，刀翼的分布角度以及刀翼上的切削齿分布设置不合理，喷嘴位置、大小以及喷射角度设置不合适，功能性较差，切削齿容易产生碎裂和过度磨损的现象，导致钻头在作业过程中容易损坏，而且钻速较低，岩心收获率低，效果不好，影响钻井作业周期及成本。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种使用寿命长、钻进速度快、岩心收率高的高性能六刀翼PDC取心钻头。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种高性能六刀翼PDC取心钻头，该PDC取心钻头包括钻头基体，所述钻头基体包括钻头冠部，所述钻头冠部上设有出水口、及以钻头基体的中心轴旋转分布的六个刀翼，所述刀翼的纵向剖面轮廓线为抛物线形状，所述刀翼的内侧与钻头冠部外表面复合为一体；所述六个刀翼依次为第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼，所述第一刀翼、第四刀翼上均设有5个切削齿，所述第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上均设有4个切削齿。
采用上述结构的设计，该六刀翼PDC取心钻头的刀翼的剖面结构(刀翼的纵向剖面为抛物线形状的结构，有利于适当提高布齿密度，加强PDC切削齿的抗冲击性)、刀翼分布角度以及刀翼上的切削齿分布设置个数合理，功能性强，切削齿不易出现碎裂和过度磨损的现象，岩心保护良好，不容易被切削液侵蚀或污染。
本实用新型中，优选的方案为所述六个刀翼任意相邻的两个刀翼之间的夹角为60°。6个刀翼环绕钻头体的冠部中心均布，均布角度为60°，使得水道分布均匀，水力分配均匀，有利于及时清洗和降温。
本实用新型中，优选的方案为：所述第一刀翼和第四刀翼上均设有一颗内保径齿和一颗外保径齿，所述第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上均设有一颗外保径齿。内保径使得岩心更好的成形，有利于提高岩心质量和岩心收获率。
本实用新型中，优选的方案为所述第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼上的切削齿均沿钻头冠部中心从内往外呈单排排列，排列方式为交错排列。
本实用新型中，优选的方案为所述第一刀翼与第四刀翼呈中心对称，二者的对称中心为钻头冠部的中心点，所述第一刀翼与第四刀翼上相对应的切削齿以钻头冠部的中心点为对称中心呈中心对称，第一刀翼和第四刀翼上相对应的切削齿后倾角度相同；所述第二刀翼与第五刀翼呈中心对称，二者的对称中心为钻头冠部的中心点，所述第二刀翼与第五刀翼上相对应的切削齿以钻头冠部的中心点为对称中心呈中心对称，第二刀翼和第五刀翼上相对应的切削齿后倾角度相同；所述第三刀翼与第六刀翼呈中心对称，二者的对称中心为钻头冠部的中心点，所述第三刀翼与第六刀翼上相对应的切削齿以钻头冠部的中心点为对称中心呈中心对称，第三刀翼和第六刀翼上相对应的切削齿后倾角度相同。该结构的设计，使得本实用新型中的六刀翼PDC取心钻头在进行钻井作业时，该钻头冠部的刀翼上的切削齿的受力均匀，减少振动，破岩效果好，岩心成形好，不易崩齿和损坏岩心。
本实用新型中，优选的方案为所述第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼上的切削齿按照从钻头冠部中心往外各切削齿的后倾角度从17°递增至20°(如第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上的4个切削齿，从钻头冠部中心往外各切削齿的角度分别为17°、18°、19°、20°；第一刀翼、第四刀翼上的5个切削齿，从钻头冠部中心往外各切削齿的角度分别为17°、18.5°、19°、19.5°、20°)。发明人经过大量实验发现，切削齿采用该范围的后倾角度，可以大大改善切削齿的抗冲击性。
本实用新型中，优选的方案为所述出水口设置在钻头冠部相邻两个刀翼上从钻头冠部中心往外的第一个切削齿、第三个切削齿这四个切削齿围合成的区域内。出水口位于此区域内，使得出水开口喷向所有切削齿具有更为合理的喷嘴位置和喷射角度，既保证了每个切削齿上有足够的切削液清洗和冷却，同时又能避免岩心受过多切削液的侵入，两者兼顾，使得水力高效利用。
本实用新型中，优选的方案为所述钻头冠部上的出水口设置在任意两个相邻刀翼之间。
本实用新型中，优选的方案为所述任意两个相邻刀翼之间均设有一个出水口。设置多个出水口的主要作用在于进一步增强清洗岩屑的效果。
本实用新型中，优选的方案为所述六个刀翼上的切削齿的直径为13mm，所述出水口的直径为12mm。发明人发现，采用该尺寸范围的切削齿和出水口，既保证了有足够的切削液流量，又避免了流量过大容易侵入岩心，从而导致岩心受污染或岩心收获率低的情形。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的高性能六刀翼PDC取心钻头在现有六刀翼PDC取心钻头的基础上，优化了刀翼剖面结构形式及分布角度，调整了刀翼上的切削齿排布形式及角度，出水口的位置、大小等，优化了水力结构，从而延长了整个六刀翼PDC取心钻头的使用寿命，并且提高了钻井的速度，减少了切削液对岩心的破坏，提高了岩心收获率。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
附图说明
下面结合附图进一步阐明本实用新型实施例。
图1是实施例1的高性能六刀翼PDC取心钻头的立体图；
图2是实施例1的高性能六刀翼PDC取心钻头的俯视图；
其中，1、钻头基体；2、钻头冠部；3、切削齿；4、出水口；10、第一刀翼；20、第二刀翼；30、第三刀翼；40、第四刀翼；50、第五刀翼；60、第六刀翼。
具体实施方式
实施例1
一种高性能六刀翼PDC取心钻头，该PDC取心钻头包括钻头基体1，所述钻头基体包括钻头冠部2，所述钻头冠部上设有出水口4、及以钻头基体的中心轴旋转分布的六个刀翼，所述刀翼的纵向剖面轮廓线为抛物线形状，所述刀翼的内侧与钻头冠部外表面复合为一体；所述六个刀翼依次为第一刀翼10、第二刀翼20、第三刀翼30、第四刀翼40、第五刀翼50和第六刀翼60，所述第一刀翼、第四刀翼上均设有5个切削齿3，所述第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上均设有4个切削齿3；所述六个刀翼任意相邻的两个刀翼之间的夹角为60°；钻头冠部上的出水口设置在任意两个相邻刀翼之间；所述任意两个相邻刀翼之间均设有一个出水口。
实施例2
一种高性能六刀翼PDC取心钻头，所述第一刀翼和第四刀翼上均设有一颗内保径齿和一颗外保径齿，所述第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上均设有一颗外保径齿，其余结构、参数与实施例1相同。
实施例3
一种高性能六刀翼PDC取心钻头，所述第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼上的切削齿均沿钻头冠部中心从内往外呈单排排列，排列方式为交错排列，其余结构、参数与实施例1相同。
实施例4
一种高性能六刀翼PDC取心钻头，所述第一刀翼与第四刀翼呈中心对称，二者的对称中心为钻头冠部的中心点，所述第一刀翼与第四刀翼上相对应的切削齿以钻头冠部的中心点为对称中心呈中心对称，第一刀翼和第四刀翼上相对应的切削齿后倾角度相同；所述第二刀翼与第五刀翼呈中心对称，二者的对称中心为钻头冠部的中心点，所述第二刀翼与第五刀翼上相对应的切削齿以钻头冠部的中心点为对称中心呈中心对称，第二刀翼和第五刀翼上相对应的切削齿后倾角度相同；所述第三刀翼与第六刀翼呈中心对称，二者的对称中心为钻头冠部的中心点，所述第三刀翼与第六刀翼上相对应的切削齿以钻头冠部的中心点为对称中心呈中心对称，第三刀翼和第六刀翼上相对应的切削齿后倾角度相同，其余结构、参数与实施例3相同。
实施例5
一种高性能六刀翼PDC取心钻头，所述第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上的4个切削齿，从钻头冠部中心往外各切削齿的角度分别为17°、18°、19°、20°；所述第一刀翼、第四刀翼上的5个切削齿，从钻头冠部中心往外各切削齿的角度分别为17°、18.5°、19°、19.5°、20°，其余结构、参数与实施例4相同。
实施例6
一种高性能六刀翼PDC取心钻头，所述出水口设置在钻头冠部相邻两个刀翼上从钻头冠部中心往外的第一个切削齿、第三个切削齿这四个切削齿围合成的区域内，其余结构、参数与实施例3相同。
实施例7
一种高性能六刀翼PDC取心钻头，所述六个刀翼上的切削齿的直径为13mm，所述出水口的直径为12mm，其余结构、参数与实施例1相同。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种高性能六刀翼PDC取心钻头，其特征在于：该PDC取心钻头包括钻头基体，所述钻头基体包括钻头冠部，所述钻头冠部上设有出水口、及以钻头基体的中心轴旋转分布的六个刀翼，所述刀翼的纵向剖面轮廓线为抛物线形状，所述刀翼的内侧与钻头冠部外表面复合为一体；所述六个刀翼依次为第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼，所述第一刀翼、第四刀翼上均设有5个切削齿，所述第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上均设有4个切削齿。
2.根据权利要求1所述的高性能六刀翼PDC取心钻头，其特征在于：所述六个刀翼任意相邻的两个刀翼之间的夹角为60°。
3.根据权利要求1所述的高性能六刀翼PDC取心钻头，其特征在于：所述第一刀翼和第四刀翼上均设有一颗内保径齿和一颗外保径齿，所述第二刀翼、第三刀翼、第五刀翼和第六刀翼上均设有一颗外保径齿。
4.根据权利要求1所述的高性能六刀翼PDC取心钻头，其特征在于：所述第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼上的切削齿均沿钻头冠部中心从内往外呈单排排列，排列方式为交错排列。
5.根据权利要求4所述的高性能六刀翼PDC取心钻头，其特征在于：所述第一刀翼与第四刀翼呈中心对称，二者的对称中心为钻头冠部的中心点，所述第一刀翼与第四刀翼上相对应的切削齿以钻头冠部的中心点为对称中心呈中心对称，第一刀翼和第四刀翼上相对应的切削齿后倾角度相同；所述第二刀翼与第五刀翼呈中心对称，二者的对称中心为钻头冠部的中心点，所述第二刀翼与第五刀翼上相对应的切削齿以钻头冠部的中心点为对称中心呈中心对称，第二刀翼和第五刀翼上相对应的切削齿后倾角度相同；所述第三刀翼与第六刀翼呈中心对称，二者的对称中心为钻头冠部的中心点，所述第三刀翼与第六刀翼上相对应的切削齿以钻头冠部的中心点为对称中心呈中心对称，第三刀翼和第六刀翼上相对应的切削齿后倾角度相同。
6.根据权利要求4或5所述的高性能六刀翼PDC取心钻头，其特征在于：所述第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼上的切削齿按照从钻头冠部中心往外各切削齿的后倾角度从17°递增至20°。
7.根据权利要求4或5所述的高性能六刀翼PDC取心钻头，其特征在于：所述出水口设置在钻头冠部相邻两个刀翼上从钻头冠部中心往外的第一个切削齿、第三个切削齿这四个切削齿围合成的区域内。
8.根据权利要求1所述的高性能六刀翼PDC取心钻头，其特征在于：所述钻头冠部上的出水口设置在任意两个相邻刀翼之间。
9.根据权利要求8所述的高性能六刀翼PDC取心钻头，其特征在于：所述任意两个相邻刀翼之间均设有一个出水口。
10.根据权利要求1所述的高性能六刀翼PDC取心钻头，其特征在于：所述六个刀翼上的切削齿的直径为13mm，所述出水口的直径为12mm。
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| CN201520065432.0U CN204476285U (zh) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | 一种高性能六刀翼pdc取心钻头 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111577146A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-25 | 北京探矿工程研究所 | 一种新型高效耐冲击金刚石复合片取心钻头 |
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2015
- 2015-01-29 CN CN201520065432.0U patent/CN204476285U/zh not_active Expired - Lifetime
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