CN205532305U - 一种切削齿可旋转的pdc钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种切削齿可旋转的PDC钻头，包括接头和钻头体，所述钻头体包括排屑槽、保径面、喷嘴、刀翼和旋转切削齿；所述旋转切削齿包括外层保护壳，转动轴和聚晶金刚石复合片；其中接头位于钻头后部，与钻杆连接；钻头体位于钻头前部，是PDC钻头的主体，钻头体前端设有沿轴向环装分布的刀翼，刀翼一侧均布有旋转切削齿，各刀翼之间设有排屑槽，排屑槽前端设有喷嘴，刀翼下端设有保径面。本实用新型的切削齿可以在钻井过程中进行360度的自由旋转，使聚晶金刚石复合片整体参与岩石切削，不仅提高了机械钻速，还减少了切削齿的磨损速率，能够实现切削齿的及时散热，延长钻头的寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气田开发技术领域，具体涉及石油天然气地质钻探领域的一种切削齿可旋转的PDC钻头。
背景技术
随着油气田勘探开发工作的不断深入，所钻遇的地层构造越来越复杂，钻井难度越来越大，为了节约钻井综合成本，油气田勘探开发中常用的钻头为PDC钻头。PDC是一种将人造聚晶金刚石与碳化钨基座高温高压下焊接在一起的切削元件，因具有平均机械钻速高、进尺多、寿命长等特点，已成为钻井工程中最广泛应用的高效破岩工具，油气井中有将近80％的钻井进尺都是由PDC钻头完成的。
但是，常规PDC钻头的切削齿有一个很大的缺点：切削齿被焊接在钻头上，钻井时切削齿的大部分面积无法与地层进行接触，只有切削齿的部分外边缘可接触地层，固定切削齿在钻井时产生的磨损往往集中切削齿外边缘的部分区域，这会导致复合片的局部偏磨和局部高温，从而加速了切削齿的磨损和破裂；同时，切削齿发生偏磨后，其剪切速率大大降低，导致机械钻速降低，钻头寿命下降，钻头进尺也相应降低。PDC钻头成本高昂，频繁更换对于当前油田节约成本和提高产能有很大的压力，寻找一种能减少磨损，延长使用寿命的PDC钻头迫在眉睫。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种切削齿可旋转的PDC钻头。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种切削齿可旋转的PDC钻头，包括接头和钻头体，所述钻头体包括排屑槽、保径面、喷嘴、刀翼和旋转切削齿；所述旋转切削齿包括外层保护壳，转动轴和聚晶金刚石复合片；其中接头位于钻头后部，与钻杆连接；钻头体位于钻头前部，是PDC钻头的主体，钻头体前端设有沿轴向环装分布的刀翼，刀翼一侧均布有旋转切削齿，各刀翼之间设有排屑槽，排屑槽前端设有喷嘴，刀翼下端设有保径面。
所述旋转切削齿前端为聚晶金刚石复合片，侧面圆柱体结构为外层保护壳，聚晶金刚石复合片通过转动轴连接到切削齿后端，切削齿后端安装于刀翼上，聚晶金刚石复合片可沿着转动轴轴心旋转。
所述聚晶金刚石复合片通过转动轴，可360度自由转动。
本实用新型的优点在于：
本实用新型中PDC钻头，其切削齿可以在钻井过程中进行360度的自由旋转，给岩石持续提供新的切削面，使聚晶金刚石复合片整体参与岩石切削，不仅提高了机械钻速，还减少了切削齿的磨损速率，能够实现切削齿的及时散热，延长钻头的寿命。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是旋转切削齿的详细结构示意图；
图3是旋转切削齿使用状态的结构示意图。
图中：1、喷嘴；2、保径面；3、排屑槽；4、接头；5、钻头体；6、刀翼；7、旋转切削齿；8、聚晶金刚石复合片；9、转动轴；10、外层保护壳。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。
如图1～图3所示，一种切削齿可旋转的PDC钻头，包括接头4和钻头体5，所述钻头体5包括排屑槽3、保径面2、喷嘴1、刀翼6和旋转切削齿7；所述旋转切削齿7包括外层保护壳10，转动轴9和聚晶金刚石复合片8；其中接头4位于钻头后部，与钻杆连接；钻头体5位于钻头前部，是PDC钻头的主体，钻头体5前端设有沿轴向环装分布的刀翼6，刀翼6一侧均布有旋转切削齿7，相邻刀翼6之间设有排屑槽3，排屑槽3前端设有喷嘴1，刀翼6下端设有保径面2；所述旋转切削齿7前端为聚晶金刚石复合片8，侧面圆柱体结构为外层保护壳10，聚晶金刚石复合片8通过转动轴9连接到切削齿7后端，切削齿7后端安装于刀翼6上，聚晶金刚石复合片8可沿着转动轴9轴心旋转。
实施例
使用本实用新型的切削齿可旋转的PDC钻头进行钻井作业，接头4通过钻杆带动旋转，旋转切削齿7开始切削岩石，喷嘴1喷出钻井液对钻头体5降温，同时冲洗岩石碎屑将其从排屑槽3向井口输送，聚晶金刚石复合片8在钻井切削岩石的过程中，转动轴9将聚晶金刚石复合片8自由转动，整个聚晶金刚石复合片8都参与成为切削面，使整个切削齿的磨损量均匀分布，避免切削齿与岩石接触部位产生偏磨，从而保证了切削齿的切削效率，大大提高了切削齿的耐磨性，延长了钻头在高研磨性地层的使用寿命。
如图2、图3所示，旋转切削齿7的转动轴9完全包含在外部保护壳10内，可有效防止转动轴9的磨损，确保旋转切削齿7在钻井过程中的持续旋转。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，本实用新型并不局限于上述方式，在不脱离本实用新型原理的前提下，还能进一步改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种切削齿可旋转的PDC钻头，包括接头(4)和钻头体(5)，其特征在于，所述钻头体(5)包括排屑槽(3)、保径面(2)、喷嘴(1)、刀翼(6)和旋转切削齿(7)；所述旋转切削齿(7)包括外层保护壳(10)，转动轴(9)和聚晶金刚石复合片(8)；其中接头(4)位于钻头后部，与钻杆连接；钻头体(5)位于钻头前部，钻头体(5)前端设有沿轴向环装分布的刀翼(6)，刀翼(6)一侧均布有旋转切削齿(7)，各刀翼(6)之间设有排屑槽(3)，排屑槽(3)前端设有喷嘴(1)，刀翼(6)下端设有保径面(2)。
2.根据权利要求1所述的一种切削齿可旋转的PDC钻头，其特征在于，旋转切削齿(7)前端为聚晶金刚石复合片(8)，侧面圆柱体结构为外层保护壳(10)，聚晶金刚石复合片(8)通过转动轴(9)连接到切削齿(7)后端，切削齿(7)后端安装于刀翼(6)上，聚晶金刚石复合片(8)可沿着转动轴(9)轴心旋转。
3.根据权利要求2所述的一种切削齿可旋转的PDC钻头，其特征在于，所述聚晶金刚石复合片(8)通过转动轴(9)，可360度自由转动。
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