CN212105759U - 一种退台式肩部强化pdc钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种退台式肩部强化PDC钻头，包括接头（1）和钻头本体（2）；其中，所述钻头本体（2）还包括均匀设置于钻头本体（2）冠部外表面沿周向的多条刀翼（3）、设置于相邻两条刀翼（3）之间的排屑槽（4）和设置于钻头本体（2）表面的排屑槽（4）内的多个喷嘴；所述刀翼（3）还包括设置于刀翼（3）冠部外表面的多排切削齿（6）、设置于刀翼（3）肩部前刀面的退台式凸台（7）；所述切削齿（6）还包括设置于刀翼（3）肩部的主切削齿（9）与后排切削齿（10）和设置于退台式凸台（7）的后补切削齿（8）。本实用新型在肩部主切削齿（9）发生磨钝或发生崩齿时，通过退台式凸台（7），能使钻头肩部继续保持切削能力。

Description

一种退台式肩部强化PDC钻头

技术领域

本实用新型涉及钻井钻头领域，特别是一种退台式肩部强化PDC钻头。

背景技术

本世纪初，随着PDC钻头的推广应用，以及PDC切削齿技术的改进，固定切削齿PDC钻头在多种地层中逐渐取代牙轮钻头。但在硬质、研磨性地层以及复杂定向钻井作业中，PDC钻头肩部的切削齿因为距离钻头中心轴线更远，钻头在旋转钻进的过程中肩部的切削齿线速度高，切削做功更多，因而往往最先被磨钝失去攻击力，这大大限制了钻头的使用寿命，钻井成本也更高。

现阶段技术存在以下问题：

（1）在某些特殊地层中，由于地质原因导致加快切削齿磨损度，降低切削齿的使用寿命；

（2）在钻遇软硬交错地层时，钻头从硬地层向软地层的过渡中，常常会出现主切削齿非预期的崩损。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种退台式肩部强化PDC钻头，本实用新型适用于石油天然气、地质勘探过程中所使用的PDC钻头。

本实用新型的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种退台式肩部强化PDC钻头，包括接头和钻头本体；其中，所述钻头本体还包括均匀设置于钻头本体冠部外表面沿周向的多条刀翼、设置于相邻两条刀翼之间的排屑槽和设置于钻头本体表面的排屑槽内的多个喷嘴；所述刀翼还包括设置于刀翼冠部外表面的多排切削齿、设置于刀翼肩部前刀面的退台式凸台；所述切削齿还包括设置于刀翼肩部的主切削齿与后排切削齿和设置于退台式凸台的后补切削齿，所述切削齿钎焊在刀翼和退台式凸台上。

所述的喷嘴，下端通过开孔至钻头本体的内壁，与钻头中心流道形成通路。

所述刀翼根据长度可分为长刀翼与短刀翼；所述长刀翼延伸到钻头心部位置。

所述钻头的冠面剖面按区域自钻头中心向外一端依次划分为：内锥，鼻部、肩部、外肩部和保径。

所述后补切削齿钎焊于退台式凸台，所述的后补切削齿的外轮廓线低于钻头肩部切削齿外轮廓线，高于钻头本体的冠部剖面和钻头肩部后排切削齿外轮廓线。

后排切削齿并不主动参与切削，主要用于保持钻头整体工具面的稳定性，限制钻头肩部主切削齿和凸台上的后补切削齿吃入地层深度，提高钻头的使用寿命。

本实用新型的有益效果：

（1）刀翼肩部采用退台式结构，肩部的切削齿布齿密度得到进一步提高，肩部切削齿的使用寿命得到延长；

（2）刀翼肩部采用退台式结构，在肩部主切削齿前增加一排备用切削齿，加强钻头肩部切削续航能力，且不改变原有切削结构，不会因为肩部切削齿布齿密度增加影响钻头的机械钻速；

（3）刀翼肩部采用的退台式结构平滑过渡到钻头心部和保径，不会影响钻头切削齿的冷却和钻头的排屑；

（4）退台式凸台上布设的切削齿出刃低于肩部主切削齿出刃，肩部退台式凸台布设的切削齿作为替补，只有在肩部切削齿逐渐磨钝后或崩齿后才会参与切削地层，使钻头继续保持切削能力，有效延长钻头肩部的使用寿命；

（5）该钻头在钻遇软硬交错地层时，退台上布设的切削齿可在钻头从硬地层向软地层过渡时，限制钻头吃入地层的深度，增加钻头钻进时工具面的稳定性，减少主切削齿非预期的崩损。

附图说明

图1为本实用新型的设备结构图；

图2为本实用新型的切削地层时的示意图；

图3为本实用新型的设备俯视图。

图中，1-接头，2-钻头本体，3-刀翼，4-排屑槽，5-喷嘴，6-切削齿，7-退台式凸台，8-后补切削齿，9-肩部主切削齿，10-后排切削齿，11-地层。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1~3所示，一种退台式肩部强化PDC钻头，包括接头1和钻头本体2；其中，所述钻头本体2还包括均匀设置于钻头本体2冠部外表面沿周向的多条刀翼3、设置于相邻两条刀翼3之间的排屑槽4和设置于钻头本体2表面的排屑槽4内的多个喷嘴5；所述刀翼3还包括设置于刀翼3冠部外表面的多排切削齿6、设置于刀翼3肩部前刀面的退台式凸台7；所述切削齿6包括肩部主切削齿9、后排切削齿10和后补切削齿8，所述肩部主切削齿9与后排切削齿10均设置在刀翼3的肩部，所述后补切削齿8设置于退台式凸台7上。

所述的喷嘴5，下端通过开孔至钻头本体2的内壁，与钻头中心流道形成通路。

所述刀翼3根据长度可分为长刀翼与短刀翼，所述长刀翼延伸到钻头心部位置。

所述钻头的冠面剖面按区域自钻头中心向外一端依次划分为：内锥，鼻部、肩部、外肩部和保径。

所述后补切削齿8钎焊于退台式凸台7，所述的后补切削齿8的外轮廓线低于钻头肩部的肩部主切削齿9外轮廓线，高于钻头本体2的冠部剖面和钻头肩部的后排切削齿10外轮廓线。

本实用新型的实施过程为：

一种退台式肩部强化PDC钻头，钻头刀翼3的肩部的前刀面设置有退台式凸台7，退台式凸台向钻头中心和钻头保径部分平滑过渡，仅在刀翼3肩部设有退台式台凸台7，用于设置后补切削齿8。钻头肩部设置有肩部主切削齿9，钻头肩部主切削齿9的出刃高于肩部退台式凸台7上的后补切削齿8，因而肩部切削齿9率先切削地层11，当钻头在钻遇硬质、研磨性地层以及复杂定向钻井作业中，如图3所示，PDC钻头肩部的主切削齿9在钻头在旋转钻进的过程中因线速度更高、切削做功更多，而逐渐被地层11磨损，设置在退台式凸台7上的后补切削齿8作为钻头肩部主切削齿8的后补，逐渐参与切削地层11，确保钻头肩部主切削齿9在磨钝或崩齿后，钻头仍能保持切削能力，从而有效延长钻头的使用寿命，如图3中Dh1为肩部主切削齿9与退台式凸台上的后补切削齿8的出刃高差，Dh2为退台式凸台7上的后补切削齿8与后排切削齿10的出刃高差，其中Dh1＞0，Dh2＞0。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种退台式肩部强化PDC钻头，其特征在于，包括接头（1）和钻头本体（2）；其中，所述钻头本体（2）还包括均匀设置于钻头本体（2）冠部外表面沿周向的多条刀翼（3）、设置于相邻两条刀翼（3）之间的排屑槽（4）和设置于钻头本体（2）表面的排屑槽（4）内的多个喷嘴（5）；所述刀翼（3）还包括设置于刀翼（3）冠部外表面的多排切削齿（6）、设置于刀翼（3）肩部前刀面的退台式凸台（7）；所述切削齿（6）包括肩部主切削齿（9）、后排切削齿（10）和后补切削齿（8），所述肩部主切削齿（9）与后排切削齿（10）均设置在刀翼（3）的肩部，所述后补切削齿（8）设置于退台式凸台（7）上。

2.根据权利要求1所述的一种退台式肩部强化PDC钻头，其特征在于，所述的喷嘴（5），下端通过开孔至钻头本体（2）的内壁，与钻头中心流道形成通路。

3.根据权利要求1所述的一种退台式肩部强化PDC钻头，其特征在于，所述刀翼（3）根据长度可分为长刀翼与短刀翼。

4.根据权利要求3所述的一种退台式肩部强化PDC钻头，其特征在于，所述长刀翼延伸到钻头心部位置。

5.根据权利要求1所述的一种退台式肩部强化PDC钻头，其特征在于，所述钻头的冠面剖面按区域自钻头中心向外一端依次划分为：内锥，鼻部、肩部、外肩部和保径。

6.根据权利要求1所述的一种退台式肩部强化PDC钻头，其特征在于，所述切削齿（6）钎焊于刀翼（3）和退台式凸台（7）。

7.根据权利要求1所述的一种退台式肩部强化PDC钻头，其特征在于，所述后补切削齿（8）钎焊于退台式凸台（7），所述的后补切削齿（8）的外轮廓线低于肩部主切削齿（9）外轮廓线，高于钻头本体（2）的冠部剖面和钻头肩部后排切削齿（10）外轮廓线。

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