CN208347698U - 一种楔形pdc复合片的钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种楔形PDC复合片的钻头，包括钻头本体、若干刀翼、若干复合片本体，刀翼均匀地分布在钻头本体上，复合片本体位于刀翼上，复合片本体为圆柱形状，复合片本体的两侧均设有斜面，斜面与复合片本体的端面形成直线切削刃口，所述复合片本体的切削刃口还包括弧形切削刃口，弧形切削刃口位于两条直线切削刃口之间。本实用新型的钻头上设置的PDC复合片，在对岩层进行切削时，设置的直线切削刃口易于对硬质岩层或者泥包地层进行切削，而设置的弧形切削刃口增加了复合片切削刃口的宽度，提高了对岩层的切削效率，相比传统利用圆柱形和锥形两种PDC复合片组合安装在钻头上，因此使得该钻头可以减少PDC复合片的数量，降低钻头的制造成本。

Description

一种楔形PDC复合片的钻头

技术领域

本实用新型涉及石油天然气地质勘探领域，具体涉及一种楔形PDC复合片的钻头。

背景技术

在石油天然气地质勘探时，PDC复合片在金刚石钻头上已经得到广泛应用，目前PDC 复合片主要有两种形状：其一是圆柱形状的PDC复合片，其结构如图一所示，它的圆柱端面上有2mm厚的金刚石层，其下是硬质金刚基体，该PDC复合片在切削岩层的过程中，它的圆柱型金刚石的边缘就是切削刃口，因此切削宽度比较大，对中软以下岩层切削效率高，但对硬质岩层或者泥包地层切削效率很低；其二是圆锥形状的PDC复合片，其结构如图二所示，它的锥部是2mm厚的金属石层，下部是硬质合金基体，在对岩石进行切割时，由于圆锥形PDC复合片的锥尖容易切入硬质岩层，但是没有较宽的切削刃，因此在岩层中只能起犁沟的作用虽然可以钻硬质地层，但是切削量小，切削效率较低。目前在石油地质钻探工程中，常见的是将圆柱形和圆锥形两种PDC复合片组合在同一钻头上，形成前后搭配好双排齿切削，以此来提高切削效率，但是采用这种方式，使得一只钻头上用齿量多，增加了生产成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是目前现有的钻头上安装的复合片数量较多，增加了钻头的制造成本，目的在于提供一种楔形PDC复合片的钻头，解决以上问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种楔形PDC复合片的钻头，包括钻头本体、若干刀翼、若干复合片本体，所述刀翼均匀地分布在钻头本体上，所述复合片本体位于刀翼上，所述复合片本体为圆柱形状，复合片本体的两侧均设有斜面，斜面与复合片本体的端面形成直线切削刃口，所述复合片本体的切削刃口还包括弧形切削刃口，弧形切削刃口位于两条直线切削刃口之间。本实用新型的钻头上设置的PDC复合片，在对岩层进行切削时，在钻头压力的作用下，设置的直线切削刃口易于对硬质岩层或者泥包地层进行切削，而设置的弧形切削刃口增加了复合片切削刃口的宽度，提高了对岩层的切削效率，相比传统利用圆柱形和锥形两种PDC复合片组合安装在钻头上，本实用新型设置的复合片兼备了圆锥形状PDC复合片容易压入硬质地层或泥包地质的优点和圆柱形PDC复合片切削刃宽、切削效率高的优点，因此使得该钻头可以减少PDC复合片的数量，降低钻头的制造成本。

进一步地，所述复合片本体包括硬质合金基体和金刚石层。钻头在对岩层进行切削时，由于切削刃由金刚石层组成，具有很高的硬度和耐磨性，使得能够对岩层进行切削，同时具有较长的使用寿命，而设置的硬质合金基体在使用的过程中，未作用于岩层，因此采用硬质合金，相比整体采用金刚石层，降低了复合片的生产成本，同时增加了复合片的抗冲击能力。

进一步地，所述弧形切削刃口的弧长为2.5mm。由于两条直线切削刃口之间设有2.5mm 的弧形切削刃口，使得增大了复合片对岩层压强，使得容易压力岩层，从而提高了切削效率。

进一步地，所述斜面与复合片本体的轴心线的夹角为4-4.5°。由于复合片安装在钻头的刀翼上，有一定的后倾角，斜面与复合片本体轴心线之间的角度有利于提高抗冲击性，而又不影响对岩层的切削。

进一步地，所述直线切削刃口关于弧形切削刃口的轴线对称。

进一步地，所述钻头本体上还设有若干喷液口。钻头在对岩层进行切削时，喷液口内喷出泥浆，喷出的泥浆经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，将钻头产生的岩屑排出。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型一种楔形PDC复合片的钻头，钻头上的复合片的切削刃口由弧形切削刃口和两条直线切削刃口，两条直线切削刃口使得复合片能够易于压入硬质岩层内，而弧形切削刃口增大了对岩层的切削宽度，从而提高了工作效率，相比传统采用圆柱形和圆锥两种复合片的方式，减少了复合片的安装数量，降低了钻头的制造成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为圆柱形状的PDC复合片；

图2为圆锥形状的PDC复合片；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为本实用新型复合片的结构示意图；

图5为本实用新型复合片工作时的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-钻头本体，2-喷液口，3-复合片本体，4-刀翼，5-硬质合金基体，6-斜面，7-直线切削刃口，8-弧形切削刃口，9-金刚石层，10-岩层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1所示，本实用新型一种楔形PDC复合片的钻头，包括钻头本体1、若干刀翼4、若干安装在刀翼4上的复合片3，所述刀翼4分布在钻头本体1上，所述钻头本体1上还均匀地设有若干喷液口2，钻头本体1在对岩层进行切削时，从喷液口2喷出的泥浆经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，将钻头产生的岩屑排出；所述复合片3为圆柱结构，复合片3包括硬质合金基体5和金刚石层9，所述金刚石层9的厚度为2mm，复合片3用于对岩层进行切削的部分为金刚石层9，与刀翼4连接部分采用硬质合金基体5，由于金刚石具有很高的硬度和耐磨性，使用复合片3的切削刃口采用金刚石层9，能够对岩层进行切削，同时具有较长的使用寿命，而复合片9未作用于岩层部分采用硬质合金，硬质合金相比金刚石价格便宜，从而降低了复合片的制造成本，同时增加了复合片的抗冲击能力；所述复合片本体3的两侧均设有斜面6，斜面6与复合片本体3的轴心线的夹角为4-4.5°，并且两个斜面6关于复合片本体3的轴心线对称，斜面6与复合片本体3的端面形成直线切削刃口7，所述复合片本体3的切削刃口还包括弧形切削刃口8，弧形切削刃口8位于两条直线切削刃口7之间，并且弧形切削刃口8的弧长为2.5mm，从而使得复合片本体3的切削刃口包括弧形切削刃口8和两条直线切削刃口7，传统的复合片大多数为圆柱形状和圆锥形状的PDC复合片，在石油地质钻探过程中，通常是将这两种复合片安装在同一个钻头上，形成前后搭配的双排复合片对岩层进行切削，虽然采用这种方式提高了对岩层的切削效率，但是使得钻头上安装的复合片较多，增大了钻头的制造成本，而本实用新型由于复合片本体3的切削刃口包括直线切削刃口7和弧形切削刃口8，在对硬质岩层进行切削时，弧形切削刃口8两侧的直线切削刃口7容易嵌入硬质岩层，对硬质岩层进行切削的作用，而设置的弧形切削刃口7 增大了切削刃口的宽度，提高了复合片本体3的切削效率，使得本实用新型兼备了圆锥形PDC 复合片容易压力硬质地层或泥包地层的优点和圆柱型PDC复合片切削效率高的优点，从而减少了复合片安装的数量，降低了钻头的制造成本。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种楔形PDC复合片的钻头，包括钻头本体(1)、若干刀翼(4)、若干复合片本体(3)，所述刀翼(4)均匀地分布在钻头本体(1)上，所述复合片本体(3)位于刀翼(4)上，其特征在于，所述复合片本体(3)为圆柱形状，复合片本体(3)的两侧均设有斜面(6)，斜面(6)与复合片本体(3)的端面形成直线切削刃口(7)，所述复合片本体(3)的切削刃口还包括弧形切削刃口(8)，弧形切削刃口(8)位于两条直线切削刃口(7)之间。

2.根据权利要求1所述的一种楔形PDC复合片的钻头，其特征在于，所述复合片本体(3)包括硬质合金基体(5)和金刚石层(9)。

3.根据权利要求1所述的一种楔形PDC复合片的钻头，其特征在于，所述弧形切削刃口(8)的弧长为2.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种楔形PDC复合片的钻头，其特征在于，所述斜面(6)与复合片本体(3)的轴心线的夹角为4-4.5°。

5.根据权利要求1所述的一种楔形PDC复合片的钻头，其特征在于，所述直线切削刃口(7)关于弧形切削刃口的轴线对称。

6.根据权利要求1所述的一种楔形PDC复合片的钻头，其特征在于，所述钻头本体(1)上还设有若干喷液口(2)。