CN206233866U - 一种强化环形减震垫的pdc钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种强化环形减震垫的PDC钻头，包括有钻头体，钻头体上沿周向间隔设置有刀翼，刀翼的前面安设切削齿，在切削齿后面的刀翼上设置有环形减震垫，其特征在于在环形减震垫的外侧敷设有耐磨强化材料。这种强化耐磨能力的环形减震垫位于PDC钻头切削齿后，降低了PDC钻头在穿越软硬交错夹层时切削齿受到的冲击力，减少了复合片的冲击破碎，从而提高了钻头的使用寿命。同时，强化了耐磨能力的环形减震带结构由于其耐磨性提高，使其使用寿命与PDC钻头更相匹配，避免了由于环形减震带磨损导致PDC切削齿穿夹层时受力变大崩齿，从而进一步提高了PDC钻头的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种强化环形减震垫的PDC钻头，属于石油钻探技术领域。
背景技术
上世纪80年代开始，金刚石钻头被广泛地用于石油天然气钻井工程。金刚石钻头主要由钻头体和切削元件构成，金刚石钻头根据切削元件分成三类：PDC（聚晶金刚石）钻头、TSP（热稳定聚晶金刚石）钻头及天然金刚石钻头。PDC钻头主要用于软至中硬地层钻进，经过不断的技术进步，PDC钻头的适用范围越来越广，具有较好的经济价值。TSP钻头主要用于中硬至极硬地层钻进。目前，石油天然气钻井工程中深井作业逐步增多，钻遇的地层也越来越复杂。
实际钻进过程中，PDC钻头经常需要穿越多个不同的地层，经常会遇到地层软硬交错，地层岩性变化较为频繁，这样就导致PDC钻头复合片所受冲击载荷较大，金刚石复合片容易崩齿失效，从而导致钻头整体失效。现有的常规减震垫虽然可以在地层硬度变化时有效的分担PDC切削齿受力，但由于其面积偏小，导致分担的力不够大而对前排齿保护有限。环形减震垫的出现有效的解决了上述问题，但在钻遇研磨性地层时，环形减震垫由于耐磨性不够而出现先期磨损从而导致切削齿不能被有效保护。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种强化环形减震垫的PDC钻头，它能有效增强环形减震垫的耐磨性能，从而进一步提高了PDC钻头的使用寿命。
本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有钻头体，钻头体上沿周向间隔设置有刀翼，刀翼的前面安设切削齿，在切削齿后面的刀翼上设置有环形减震垫，其特征在于在环形减震垫的外侧敷设有耐磨强化材料。
按上述技术方案，所述的环形减震垫位于其前排切削齿切削环带中，减震垫与切削环带不干涉。
按上述技术方案，所述的耐磨强化材料为金刚石复合片或热稳定聚晶金刚石复合片，所述的金刚石复合片或热稳定聚晶金刚石复合片镶嵌在环形减震垫外侧，且与环形减震垫表面齐平或略高。
按上述技术方案，所述的镶嵌在环形减震垫外侧的金刚石复合片或热稳定聚晶金刚石复合片为平面或圆弧面。
按上述技术方案，所述的环形减震垫表面低于其前排切削齿的最高点1~3mm。
按上述技术方案，所述的所述的镶嵌在环形减震垫外侧的金刚石复合片或热稳定聚晶金刚石复合片为1颗或几颗。
按上述技术方案，所述的PDC钻头为胎体PDC钻头或钢体PDC钻头。
本实用新型的有益效果在于：1）环形减震垫位于PDC钻头切削齿后，降低了PDC钻头在穿越软硬交错夹层时切削齿受到的冲击力，降低了复合片的冲击破碎，从而提高了钻头的使用寿命。2）耐磨强化材料强化了环形减震垫结构，由于其耐磨性提高，使其使用寿命与PDC钻头更相匹配，避免了由于环形减震垫磨损导致PDC切削齿穿夹层时受力变大崩齿，从而进一步提高了PDC钻头的使用寿命。3）环形减震带位于切削环带中，既不干涉前排齿的切削，同时也增强了钻头的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的立体结构图。
图2为本实用新型一个实施例中刀翼和环形减震垫的局部放大立体图。
图3为本实用新型另一个实施例的立体结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例一如图1至图2所示，包括钻头体101，钻头体下部设置周向间隔的刀翼102，刀翼的前面安设切削齿103，在切削齿后面的刀翼上设置有环形减震垫105，在环形减震垫的外侧镶嵌安设热稳定聚晶金刚石复合片106，热稳定聚晶金刚石复合片的形状为平面，与环形减震垫表面齐平，环形减震垫表面低于其前排切削齿的最高点3mm。
在钻井过程中，当钻头钻遇软地层时，由于环形减震垫在其前排切削齿切削环带内，故其不影响钻头的快速钻进。当钻头钻遇硬地层时，由于地层较硬，钻头单圈吃深低于前排切削齿与环形减震垫的高低差，故不影响钻头的正常钻进。当钻头位于软硬交错夹层时，即当钻头切削齿一部分位于软地层，另一部分切削齿位于硬地层时，由于钻头吃入的深度一样，软地层硬度较低，位于软地层的切削齿由于地层破碎所需功较小而先期破碎，导致钻头的钻压均由硬地层切削齿承担，这时由于有强化耐磨的环形减震带帮前面切削齿承担了大部分钻压，从而避免了位于硬地层的那部分切削齿先期崩齿失效。同时，由于减震环带强化了其耐磨能力，故其也不易被磨损，从而延长了钻头的整体使用寿命。
实施例二如图3所示，其与实施例1的区别在于在全部刀翼上均设置环形减震垫105，在环形减震垫的外侧镶嵌安设聚晶金刚石复合片206。
Claims (7)
1.一种强化环形减震垫的PDC钻头，包括有钻头体，钻头体上沿周向间隔设置有刀翼，刀翼的前面安设切削齿，在切削齿后面的刀翼上设置有环形减震垫，其特征在于在环形减震垫的外侧敷设有耐磨强化材料。
2.按权利要求1所述的强化环形减震垫的PDC钻头，其特征在于所述的环形减震垫位于其前排切削齿切削环带中，减震垫与切削环带不干涉。
3.按权利要求1或2所述的强化环形减震垫的PDC钻头，其特征在于所述的耐磨强化材料为金刚石复合片或热稳定聚晶金刚石复合片，所述的金刚石复合片或热稳定聚晶金刚石复合片镶嵌在环形减震垫外侧，且与环形减震垫表面齐平或略高。
4.按权利要求3所述的强化环形减震垫的PDC钻头，其特征在于所述的镶嵌在环形减震垫外侧的金刚石复合片或热稳定聚晶金刚石复合片为平面或圆弧面。
5.按权利要求3所述的强化环形减震垫的PDC钻头，其特征在于所述的环形减震垫表面低于其前排切削齿的最高点1~3mm。
6.按权利要求3所述的强化环形减震垫的PDC钻头，其特征在于所述的镶嵌在环形减震垫外侧的金刚石复合片或热稳定聚晶金刚石复合片为1颗或几颗。
7.按权利要求1或2所述的强化环形减震垫的PDC钻头，其特征在于所述的PDC钻头为胎体PDC钻头或钢体PDC钻头。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109339711A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-02-15 | 东北大学 | 仿生自适应均压主动减振pdc钻头 |
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