CN210622712U - 一种切削齿可更替钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种切削齿可更替钻头，包括钻头体和多个切削机构，多个所述切削机构沿所述钻头体周向均匀布置，每个所述切削机构均包括刀翼、多个前排切削齿和多个后排切削齿，所述前排切削齿和后排切削齿均设于对应的所述刀翼上，所述前排切削齿的直径大于所述后排切削齿的直径，所述前排切削齿远离钻头体一侧到所述钻头体中心的距离小于所述后排切削齿远离钻头体一侧到所述钻头体中心的距离；解决了现有技术中同步同轨工作的前后排切削齿与井壁的接触面积更大，更难以吃进地层的问题。

Description

一种切削齿可更替钻头

技术领域

本实用新型涉及石油设备技术领域，具体涉及一种切削齿可更替钻头。

背景技术

在钻井施工过程中，PDC钻头的失效60％是由于PDC切削齿的过度磨损或崩断，同时在浅地层中岩石强度低，在深地层中岩石强度高，频繁的起下钻更换钻头会导致作业费成倍的增加，因此提高单只钻头的使用寿命具有非常重要的现实意义。

中国专利CN202202813U的公开了一种具有双排齿结构的钻头，该钻头包括钻头体、水眼、喷嘴、刀翼、前排切削齿和后排切削齿，前排切削齿的直径小于后排切削齿的直径，前后排切削齿同步工作，同步磨损，然而钻头在钻进的过程中前后排切削齿同步且同轨工作使得钻头与井壁的接触面积增大，摩擦力更大，从而更难吃入地层。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种切削齿可更替钻头，解决了现有技术中同步同轨工作的前后排切削齿与井壁的接触面积更大，更难以吃进地层的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种切削齿可更替钻头，包括钻头体和多个切削机构，多个所述切削机构沿所述钻头体周向均匀布置，每个所述切削机构均包括刀翼、多个前排切削齿和多个后排切削齿，所述前排切削齿和后排切削齿均设于对应的所述刀翼上，所述前排切削齿的直径大于所述后排切削齿的直径，所述前排切削齿远离钻头体一侧到所述钻头体中心的距离小于所述后排切削齿远离钻头体一侧到所述钻头体中心的距离。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型通过设置前排切削齿的直径大于后排切削齿的直径，前排切削齿的强度大于后排切削齿的强度，且前排切削齿远离钻头体一侧到钻头体中心的距离小于后排切削齿远离钻头体一侧到钻头体中心的距离，在对地层进行切削时，首先强度小的后排切削齿与地层接触进行切割，且此时位于浅地层，浅地层中岩石强度低，当后排切削齿磨损或者崩裂后，前排切削齿对地层进行切削，此时准备进入或已经进入深地层，深地层中岩石强度高，整个切削地层的过程中，强度低的后排切削齿位于岩石强度低的浅地层工作，强度高的前排切削齿位于岩石强度高的深地层工作，提高钻头对于地层的适用性，且始终保持一排切削齿与地层接触，接触面积小，切削工作更加顺利，使钻头使用的寿命更长，减少起下钻次数，降低钻井成本。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型另一视角的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种切削齿可更替钻头，包括钻头体100和多个切削机构200，具体的，钻头体100上设置有多个切削机构200，用于切削井壁，其中每个切削机构200都具有两排切削齿，两排切削齿的支撑体强度不同，在工作过程中，支撑体强度较小的一排切削齿先与井壁接触进行切削底层，直至支撑体强度较小的一排切削齿磨损或者崩裂后，支撑体强度较大单一排切削齿再行切削地层，形成异步异轨的切削方式，下面进行详细的阐述。

本实施例中的钻头体100呈锥形，可以理解的是钻头体100可采用现有钻头体100的任意形式，不受限制。

本实施例中单该切削齿可更替钻头还包括一丝扣110，丝扣110与钻头固定连接，主要起到连接钻杆的作用。

本实施例中的多个切削机构200沿钻头体100周向均匀布置，每个切削机构200均包括刀翼210、多个前排切削齿220和多个后排切削齿230，前排切削齿220和后排切削齿230均设于对应的刀翼210上，前排切削齿220远离钻头体100一侧到钻头体100中心的距离小于后排切削齿230远离钻头体100一侧到钻头体100中心的距离，前排切削齿220的强度大于后排切削齿230的强度，且后排切削齿230先与地层接触，后排切削齿230和前排切削齿220呈更替工作模式。

其中，多个前排切削齿220沿钻头体100的轴向方向依次布置，多个后排切削齿230沿钻头体100的长度方向依次布置，多个前排切削齿220形成的弧线与多个后排切削齿230形成的弧线相对应。

其中，同一刀翼210上的前排切削齿220指向后排切削齿230的方向与钻头体100的转动方向相同。

优选的，钻头体100靠近丝扣110一侧的外壁上开设有卸扣槽120，其主要作用是便于钻头的安装以及拆卸。

如图2所示，本实施例中的该切削齿可更替钻头还包括一排屑机构300，排屑机构300包括中心水眼310和多个圆周水眼320，中心水眼310位于钻头体100的转动中心，钻头体100上开设有分别与中心水眼310和多个圆周水眼320相连通的流道311，主要起到辅助破岩作用，会产生高速射流，高压射出的流体作用于岩石微裂缝或裂纹，形成了水楔，持续的射击可以使裂纹或裂缝不断地扩大，从而使岩石强度大大的降低，多个圆周水眼320沿钻头体100周向均匀布置，中心水眼310和多个圆周水眼320上均安装有喷嘴。

优选的，圆周水眼320位于中心水眼310的外周，共有三个，其主要作用是将井底岩屑及时带离井底，避免岩屑在井底的重复切削，进而提高钻井效率。

工作流程：通过丝扣110与钻杆连接，转动钻杆带动钻头体100转动，首先，钻头体100进入浅地层，后排切削齿230对浅地层进行切削，在切削的过程中，后排切削齿230存在磨损和破裂，直至前排切削齿220代替后排切削齿230与地层接触，对地层进行切削。

区别于现有技术的情况，本实用新型通过设置前排切削齿220的直径大于后排切削齿230的直径，前排切削齿220的强度大于后排切削齿230的强度，且前排切削齿220远离钻头体100一侧到钻头体100中心的距离小于后排切削齿230远离钻头体100一侧到钻头体100中心的距离，在对地层进行切削时，首先强度小的后排切削齿230与地层接触进行切割，且此时位于浅地层，浅地层中岩石强度低，当后排切削齿230磨损或者崩裂后，前排切削齿220对地层进行切削，此时准备进入或已经进入深地层，深地层中岩石强度高，整个切削地层的过程中，强度低的后排切削齿230位于岩石强度低的浅地层工作，强度高的前排切削齿220位于岩石强度高的深地层工作，提高钻头对于地层的适用性，且始终保持一排切削齿与地层接触，接触面积小，切削工作更加顺利，使钻头使用的寿命更长，减少起下钻次数，降低钻井成本。

需要说明的是，以上各实施例均属于同一实用新型构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种切削齿可更替钻头，其特征在于，包括钻头体和多个切削机构，多个所述切削机构沿所述钻头体周向均匀布置，每个所述切削机构均包括刀翼、多个前排切削齿和多个后排切削齿，所述前排切削齿和后排切削齿均设于对应的所述刀翼上，所述前排切削齿的直径大于所述后排切削齿的直径，所述前排切削齿远离钻头体一侧到所述钻头体中心的距离小于所述后排切削齿远离钻头体一侧到所述钻头体中心的距离。

2.根据权利要求1所述的一种切削齿可更替钻头，其特征在于，多个所述前排切削齿沿所述钻头体的轴向方向依次布置，多个所述后排切削齿沿所述钻头体的长度方向依次布置，多个所述前排切削齿形成的弧线与多个所述后排切削齿形成的弧线相对应。

3.根据权利要求1所述的一种切削齿可更替钻头，其特征在于，同一所述刀翼上的前排切削齿指向后排切削齿的方向与所述钻头体的转动方向相同。

4.根据权利要求1所述的一种切削齿可更替钻头，其特征在于，该切削齿可更替钻头还包括一丝扣，所述丝扣与所述钻头固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种切削齿可更替钻头，其特征在于，所述钻头体靠近丝扣一侧的外壁上开设有卸扣槽。

6.根据权利要求1所述的一种切削齿可更替钻头，其特征在于，该切削齿可更替钻头还包括一排屑机构，所述排屑机构包括中心水眼和多个圆周水眼，所述中心水眼位于钻头体的转动中心，所述钻头体上开设有分别与中心水眼和多个圆周水眼相连通的流道，多个所述圆周水沿所述钻头体周向均匀布置，所述中心水眼和多个圆周水眼上均安装有喷嘴。

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