CN208885194U - 一种快速破岩钻进的钢体钻头 - Google Patents

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温贵凡
胡家建
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Abstract

本实用新型公开了一种快速破岩钻进的钢体钻头,包括钻头本体,钻头本体上设有多个钢体刀翼;钢体刀翼包括内锥部、外肩部、切径部以及保径部,内锥部的一端延伸至钻头本体的顶端面;内锥部的顶端面与钻头本体的顶端面呈夹角设置;内锥部的另一端与外肩部的衔接;外肩部的一端衔接于内锥部并分布于钻头本体的肩部;外肩部的另一端延伸至钻头本体的侧部并与切径部衔接;切径部以及保径部均分布于钻头本体的侧部;内锥部与水平面所成的夹角为160°;各个钢体刀翼上均分布有多个切削齿,各个钢体刀翼上的各个切削齿露出于钢体刀翼表面的高度为H,各个切削齿的半径为R,H∶R=0.62。本实用新型可提高钻头本身的稳定性和钻速。

Description

一种快速破岩钻进的钢体钻头
技术领域
本实用新型涉及钻头技术领域,尤其涉及一种快速破岩钻进的钢体钻头。
背景技术
目前,在石油钻井中,普遍采用钻头来进行,随着钻头的深入,岩层越来越硬,对钻头上的切削齿的要求也越来越高。但是,现有的钻头上刀翼分布在钻头本体上较低,使得形成于两个刀翼之间的排屑槽较浅,排泥速度较差,因而钻速较低。且各个刀翼上分布的切削齿露出的高度也较低,使得钻头的攻击性较低,稳定性也较差。
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快速破岩钻进的钢体钻头,其可提高钻头本身的稳定性和钻速。
本实用新型的目的采用以下技术方案实现:
一种快速破岩钻进的钢体钻头,包括钻头本体,钻头本体上设有多个钢体刀翼,多个钢体刀翼绕钻头本体的中心轴线圆周间隔分布;相邻两个钢体刀翼之间形成排屑槽;钢体刀翼包括内锥部、外肩部、切径部以及保径部,内锥部的一端延伸至钻头本体的顶端面;内锥部的顶端面与钻头本体的顶端面呈夹角设置;内锥部的另一端与外肩部的衔接;外肩部的一端衔接于内锥部并分布于钻头本体的肩部;外肩部的另一端延伸至钻头本体的侧部并与切径部衔接;切径部以及保径部均分布于钻头本体的侧部沿钻头本体的高度方向延伸;内锥部与水平面所成的夹角为160°;各个钢体刀翼上均分布有多个切削齿,各个钢体刀翼上的各个切削齿露出于钢体刀翼表面的高度为H,各个切削齿的半径为R,H∶R=0.62。
优选的,所述各个钢体刀翼均为直刀翼。
优选的,钢体刀翼设有六个,六个钢体刀翼在钻头本体的圆周方向上的分布角度分别为0°、60°、125°、180°、235°、295°。
优选的,分布角度为0°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有 1号、4号、7号、11号、13号、19号、25号切削齿;分布角度为 60°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有12号、18号、24号切削齿;分布角度为125°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有3号、 6号、11号、17号、23号切削齿;分布角度为180°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有10号、16号、22号切削齿;分布角度为 235°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有2号、5号、9号、15号、21号切削齿;分布角度为295°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有8号、14号、20号、26号切削齿。
优选的,4号、5号、6号、7号、8号、9号、10、号、11号、 12号、13号、14号、15号、16号、17号切削齿是屋脊齿。
优选的,1-6号齿为分布于对应钢体刀翼的内锥部上,且后倾角为14°-20°;7°-18°号齿分布于对应钢体刀翼的外肩部上,且后倾角为15°-18°;19°-26°号齿分布于对应钢体刀翼的切径部上,且后倾角为20°-22°;各个钢体刀翼上的保径部上的切削齿的后倾角为26°-30°。
优选的,各个钢体刀翼的切径部上分布有尖齿。
优选的,钻头本体上设有喷嘴,相邻的两个钢体刀翼之间均分布有所述喷嘴。
相比现有技术,本实用新型的有益效果在于:其采用钢体刀翼,钢体刀翼本身较高,因而露出于钻头本体的高度较高,因而于钻头本体上形成的排屑槽较深,利于泥岩段快速钻进时岩屑的快速排出,有利于提高机械钻速。另外,钻头本体上各个钢体刀翼的内锥部与水平面所呈的夹角为160°,增加了钻头钻进的稳定性,可同时适用于直井段、定向井或水平段。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的俯视图。
图中:10、钻头本体;11、排屑槽;12、喷嘴;20、钢体刀翼; 21、内锥部;22、外肩部;23、切径部;24、保径部;30、切削齿; 40、尖齿。
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:
如图1以及图2所示的一种快速破岩钻进的钢体钻头,包括钻头本体10,钻头本体10上设有多个钢体刀翼20,多个钢体刀翼20绕钻头本体10的中心轴线圆周间隔分布;相邻两个钢体刀翼20之间形成排屑槽11;钢体刀翼20包括内锥部21、外肩部22、切径部23以及保径部24,内锥部21的一端延伸至钻头本体10的顶端面;内锥部21的顶端面与钻头本体10的顶端面呈夹角设置;内锥部21的另一端与外肩部22的衔接;外肩部22的一端衔接于内锥部21并分布于钻头本体10的肩部;外肩部22的另一端延伸至钻头本体10的侧部并与切径部23衔接;切径部23以及保径部24均分布于钻头本体 10的侧部沿钻头本体10的高度方向延伸;内锥部21与水平面所成的夹角为160°;各个钢体刀翼20上均分布有多个切削齿30,各个钢体刀翼20上的各个切削齿30露出于钢体刀翼20表面的高度为H,各个切削齿30的半径为R,H∶R=0.62。
其采用钢体刀翼20,钢体刀翼20本身较高,因而露出于钻头本体10的高度较高,因而于钻头本体10上形成的排屑槽11较深,利于泥岩段快速钻进时岩屑的快速排出,有利于提高机械钻速。另外,钻头本体10上各个钢体刀翼20的内锥部21与水平面所呈的夹角为160°,即可使钢体刀翼20位于钻头本体10端部的与水平面呈较大的钝角,较为平缓,如此便可增加了钻头钻进的稳定性,可同时适用于直井段、定向井或水平段。此外,各个钢体刀翼20上的各个切削齿 30露出于钢体刀翼20表面的高度与各个切削齿30的半径之比为 0.62,相对现有技术有所提高,切削齿30的出露提高(即切削齿30 露出刀翼表面的高度增加),使钻头的切削齿30出刃更高,具备更好的攻击性。
当然,需要说明的是,各个切削齿30露出于钢体刀翼20表面的高度与各个切削齿30的半径之比固定,而各个切割齿的半径相对固定,因而露出于钢体刀翼20表面的高度可根据切削齿30的半径设置。
优选的,上述各个钢体刀翼20均为直刀翼,可进一步提高攻击性。
优选的,在本实施例中,钢体刀翼20设有六个,六个钢体刀翼 20在钻头本体10的圆周方向上的分布角度分别为0°、60°、125°、 180°、235°、295°,该六个钢体刀翼20的排布方式可使每个钢体刀翼20的承载力相对均衡,钻井时钻头更加平稳高效。
优选的,分布角度为0°的钢体刀翼20表面由顶端向下依次分布有1号、4号、7号、11号、13号、19号、25号切削齿30;分布角度为60°的钢体刀翼20表面由顶端向下依次分布有12号、18号、 24号切削齿30;分布角度为125°的钢体刀翼20表面由顶端向下依次分布有3号、6号、11号、17号、23号切削齿30;分布角度为180°的钢体刀翼20表面由顶端向下依次分布有10号、16号、22号切削齿30;分布角度为235°的钢体刀翼20表面由顶端向下依次分布有 2号、5号、9号、15号、21号切削齿30;分布角度为295°的钢体刀翼20表面由顶端向下依次分布有8号、14号、20号、26号切削齿30。进一步的,4号、5号、6号、7号、8号、9号、10、号、11 号、12号、13号、14号、15号、16号、17号切削齿30是屋脊齿。在上述结构基础上,钻头设计为逆时针布齿,并采用了屋脊齿与常规圆齿混合布置,屋脊齿在钻进的过程中可以快速吃入并破碎坚硬地层,从而可以提高机械钻速。
优选的,1-6号齿为分布于对应钢体刀翼20的内锥部21上,且后倾角为14°-20°;7°-18°号齿分布于对应钢体刀翼20的外肩部22 上,且后倾角为15°-18°;19°-26°号齿分布于对应钢体刀翼20的切径部23上,且后倾角为20°-22°;各个钢体刀翼20上的保径部24上的切削齿30的后倾角为26°-30°。内锥及外肩切削齿30角度的布置增加了钻头的攻击性,可以取得较高的机械钻速,切径与保径切削齿 30后倾角的布置增加了钻头的稳定性,可有效地保护切削齿30。
优选的,各个钢体刀翼20的切径部23上分布有尖齿40,减小钻头震动,保护切削齿30,增加钻头寿命
优选的,钻头本体10上设有喷嘴12,相邻的两个钢体刀翼20 之间均分布有所述喷嘴12,该喷嘴12可增强清洗岩屑的效果,可有效地防止钻头泥包的现象,在泥岩段可以取得较高的机械钻速。
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 (8)

1.一种快速破岩钻进的钢体钻头,其特征在于,包括钻头本体,钻头本体上设有多个钢体刀翼,多个钢体刀翼绕钻头本体的中心轴线圆周间隔分布;相邻两个钢体刀翼之间形成排屑槽;钢体刀翼包括内锥部、外肩部、切径部以及保径部,内锥部的一端延伸至钻头本体的顶端面;内锥部的顶端面与钻头本体的顶端面呈夹角设置;内锥部的另一端与外肩部的衔接;外肩部的一端衔接于内锥部并分布于钻头本体的肩部;外肩部的另一端延伸至钻头本体的侧部并与切径部衔接;切径部以及保径部均分布于钻头本体的侧部沿钻头本体的高度方向延伸;内锥部与水平面所成的夹角为160°;各个钢体刀翼上均分布有多个切削齿,各个钢体刀翼上的各个切削齿露出于钢体刀翼表面的高度为H,各个切削齿的半径为R,H:R=0.62。
2.如权利要求1所述的快速破岩钻进的钢体钻头,其特征在于,所述各个钢体刀翼均为直刀翼。
3.如权利要求1所述的快速破岩钻进的钢体钻头,其特征在于,钢体刀翼设有六个,六个钢体刀翼在钻头本体的圆周方向上的分布角度分别为0°、60°、125°、180°、235°、295°。
4.如权利要求3所述的快速破岩钻进的钢体钻头,其特征在于,分布角度为0°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有1号、4号、7号、11号、13号、19号、25号切削齿;分布角度为60°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有12号、18号、24号切削齿;分布角度为125°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有3号、6号、11号、17号、23号切削齿;分布角度为180°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有10号、16号、22号切削齿;分布角度为235°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有2号、5号、9号、15号、21号切削齿;分布角度为295°的钢体刀翼表面由顶端向下依次分布有8号、14号、20号、26号切削齿。
5.如权利要求4所述的快速破岩钻进的钢体钻头,其特征在于,4号、5号、6号、7号、8号、9号、10、号、11号、12号、13号、14号、15号、16号、17号切削齿是屋脊齿。
6.如权利要求4所述的快速破岩钻进的钢体钻头,其特征在于,1-6号齿为分布于对应钢体刀翼的内锥部上,且后倾角为14°-20°;7°-18°号齿分布于对应钢体刀翼的外肩部上,且后倾角为15°-18°;19°-26°号齿分布于对应钢体刀翼的切径部上,且后倾角为20°-22°;各个钢体刀翼上的保径部上的切削齿的后倾角为26°-30°。
7.如权利要求1所述的快速破岩钻进的钢体钻头,其特征在于,各个钢体刀翼的切径部上分布有尖齿。
8.如权利要求1所述的快速破岩钻进的钢体钻头,其特征在于,钻头本体上设有喷嘴,相邻的两个钢体刀翼之间均分布有所述喷嘴。
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