CN220769369U - 一种新型的交叉切削钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型的交叉切削钻头，包括钻头体、设置于钻头体上的多个刀翼以及牙掌，所述牙掌设置于相邻的两个刀翼之间，所述刀翼上固定安设有固定切削齿，所述牙掌上转动安设有滚动切削部分，其上安装有角锥齿，所述角锥齿顶部具有凸出的弧形的锥尖，所述角锥齿侧面具有多个切削棱。本实用新型的滚动切削部分采用角锥齿来提升攻击性与工艺实施性，交叉切削提升切削效率，解决塑性泥岩难以吃入地层的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油和天然气钻井技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种新型的交叉切削钻头。
背景技术
在近年来的石油和天然气资源的勘探开发中，随着勘探区块的不断扩大，常常会遇到较为致密的地层，比如泥岩、膏岩和凝灰岩等具有硬塑性特点的地层，遇到该类地层，常常表现为钻进钻时极高，高达100-200min/m，而起出后钻头新度非常高，可见遇到这类弹塑性较大地层，常规圆形复合片在钻压作用下压入地层，但地层随之发生弹性变形，复合片难以有效吃入地层，导致无法形成有效刮削作用。
常规PDC钻头提高钻头和复合片在硬塑性地层的吃入地层的能力，是解决硬塑性地层提速的一个重要思路，如强攻击性异性齿屋脊齿和锥形齿，但不适应这类硬塑性特点的地层，无法在该地层有效的进行剪切破岩。
牙轮与PDC式混合钻头滚动切削部分切削环带与PDC切削齿切削环带同一方向，牙轮与PDC式混合钻头用于硬塑性地层一般滚动切削部分采用攻击性较强的勺形齿，或采用钢齿滚动切削部分，提高滚动切削部分齿的吃入地层的能力来提高混合钻头的攻击性，但混合钻头滚动切削部分上的切削齿在实际钻进过程中，滚动部分切削齿与固定切削齿为“同轨切削”，即钻头上滚动切削部分切削齿与PDC切削齿同轨，重复切削井底岩石，针对塑性极强的地层还是不能有效的吃入地层。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种新型的交叉切削钻头，其滚动切削部分采用角锥齿来提升攻击性与工艺实施性，交叉切削提升切削效率，解决塑性泥岩难以吃入地层的问题。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种新型的交叉切削钻头，包括钻头体、设置于钻头体上的多个刀翼以及牙掌，所述牙掌设置于相邻的两个刀翼之间，所述刀翼上固定安设有固定切削齿，所述牙掌上转动安设有滚动切削部分，其上安装有角锥齿，所述角锥齿顶部具有凸出的弧形的锥尖，所述角锥齿侧面具有多个切削棱。
优选的是，所述滚动切削部分上的角锥齿与刀翼上的固定切削齿高低差h满足条件为：-2mm≤h≤2mm。
优选的是，所述滚动切削部分上安装的角锥齿为1-8排。
优选的是，所述角锥齿轴线与牙掌轴颈轴线角度a满足条件为：10°≤a≤90°。
优选的是，所述角锥齿底部固定连接齿柱，其为柱形结构，所述角锥齿通过底部的齿柱与滚动切削部分的齿孔过盈配合。
优选的是，所述滚动切削部分上安设有凸台，其内中空形成齿孔，所述角锥齿底部固定连接齿柱，其为柱形结构，所述角锥齿通过底部的齿柱配合于滚动切削部分的齿孔中并通过钎焊固定连接。
优选的是，所述刀翼数量设置为2～6个，所述滚动切削部分数量设置为1～6个，且滚动切削部分数量等于或少于刀翼数量。
优选的是，所述钻头体上还设置有喷嘴及排屑槽。
本实用新型至少包括以下有益效果：
1)以角锥齿作为滚动切削部分的切削元件，相对于常规PDC复合片具有更强的攻击性，更高的破岩效率；2)角锥齿支撑部分为柱形的齿柱结构，压入滚动切削部分内，更方便安装。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型的实施例1立体图；
图2为本实用新型的实施例1俯视图；
图3为本实用新型的实施例1剖视图；
图4为本实用新型的实施例2立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
如图1至3所示，本实用新型提供一种用于石油、天然气和地质钻井用的新型的交叉切削钻头，包括有钻头体101，钻头体101上设置刀翼103和喷嘴104，图1中所示，本实施例中设置2个滚动切削部分102，钻头体101上安设有2个刀翼103、4个喷嘴104、2个排屑槽105，刀翼103从内至外划分为内锥111、鼻部112、肩部113和规径段114，刀翼103上安设有固定切削齿106，在2个刀翼103之间安设有牙掌107，牙掌107上端与钻头体101相联成一体，牙掌107的下端安设有滚动切削部分102，2组滚动切削部分102分别通过牙掌107与钻头体101相连，滚动切削部分102安装在牙掌轴颈110上，与牙掌107形成转动连接，每个滚动切削部分102上安设有角锥齿108，顶部凸起的弧形。当在钻头钻进过程中，滚动切削部分102上多排切削齿108交替工作，磨损速度慢；固定刀翼上个别齿的失效不易导致钻头的快速失效。角锥齿108凸出的锥尖吃入岩石，多条切削棱具有较强的犁削作用，可以获得更快的切削效率，结合交叉切削钻头结构，形成交叉切削网状切削带，进一步提高机械钻速。
其中，滚动切削部分102上角锥齿108与刀翼103上固定切削齿106高低差h满足条件为：-2mm≤h≤2mm，优先为0mm。滚动切削部分102上安设1-8排角锥齿108。角锥齿108轴线与牙掌103轴颈轴线角度a范围是10°≤a≤90°。在滚动切削部分102上安设凸台109，其内中空形成齿孔，所述角锥齿108底部固定连接齿柱，其为柱形结构，角锥齿108与凸台109齿穴通过钎焊进行连接。所述刀翼103为2～6个，所述滚动切削部分102为1～6个，且滚动切削部分102数量等于或少于刀翼数。
实施例2
如图4所示，所述角锥齿108底部固定连接齿柱，其为柱形结构，其与实施例1的区别是角锥齿108通过过盈配合的方式压入滚动切削部分102齿孔中，不需要设置凸台，结构更加简单，可实施性强。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种新型的交叉切削钻头，其特征在于，包括钻头体、设置于钻头体上的多个刀翼以及牙掌，所述牙掌设置于相邻的两个刀翼之间，所述刀翼上固定安设有固定切削齿，所述牙掌上转动安设有滚动切削部分，其上安装有角锥齿，所述角锥齿顶部具有凸出的弧形的锥尖，所述角锥齿侧面具有多个切削棱。
2.如权利要求1所述的新型的交叉切削钻头，其特征在于，所述滚动切削部分上的角锥齿与刀翼上的固定切削齿高低差h满足条件为：-2mm≤h≤2mm。
3.如权利要求1所述的新型的交叉切削钻头，其特征在于，所述滚动切削部分上安装的角锥齿为1-8排。
4.如权利要求1所述的新型的交叉切削钻头，其特征在于，所述角锥齿轴线与牙掌轴颈轴线角度a满足条件为：10°≤a≤90°。
5.如权利要求1所述的新型的交叉切削钻头，其特征在于，所述角锥齿底部固定连接齿柱，其为柱形结构，所述角锥齿通过底部的齿柱与滚动切削部分的齿孔过盈配合。
6.如权利要求1所述的新型的交叉切削钻头，其特征在于，所述滚动切削部分上安设有凸台，其内中空形成齿孔，所述角锥齿底部固定连接齿柱，其为柱形结构，所述角锥齿通过底部的齿柱配合于滚动切削部分的齿孔中并通过钎焊固定连接。
7.如权利要求1所述的新型的交叉切削钻头，其特征在于，所述刀翼数量设置为2～6个，所述滚动切削部分数量设置为1～6个，且滚动切削部分数量等于或少于刀翼数量。
8.如权利要求1所述的新型的交叉切削钻头，其特征在于，所述钻头体上还设置有喷嘴及排屑槽。
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