CN2215017Y - 高效金刚石复合片钻头 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于石油、地矿钻井的高效 金刚石复合片钻头。它由钻头体(1)、靠背齿(2)和金 刚石复合片(3)组成。此种钻头的切削齿为楔形，因 而具有地层体积破碎量大，破碎效率和机械钻速高， 抗偏转性强等特点，特别对于偏硬地层其使用效果更 明显，宜于在矿场广泛采用。

Description

本实用新型涉及一种用于石油、地矿钻井的高效金刚石复合片钻头。
钻头的关键部分是切削结构。目前，国内外金刚石复合片（PDC）钻头的切削结构的基本部分－－PDC切削齿均由圆形的金刚石复合片和硬质合金靠背齿组成。在钻进过程中，对钻头施加一定的压力，使切削齿吃入地层一定深度，并旋转钻头，以此达到切削地层的目的。对于中软一中硬地层，此种切削齿仅部分吃入地层，因而金刚石复合片与地层的接触部分为一弓形。这种形状的切削结构的缺点是切削齿与地层接触的弧线长度大，而切削面积（即弓形面积）小，因而导致地层体积破碎量较小，破碎效率较低。
本实用新型的任务在于提供一种高效金刚石复合片钻头，此种钻头的切削齿与地层的接触线由通常的圆弧形变为楔形，因而相对增大切削齿与地层的接触面积，达到提高地层体积破碎量，进而提高破碎效率和机械钻速的目的。
本实用新型是通过以下方式实现的。此种钻头是由钻头体（1）、靠背齿（2）和金刚石复合片（3）组成，其特征是：金刚石复合片（3）的上部为半径为R的圆弧形，中部为矩形，下部为楔形；靠背齿（2）与金刚石复合片结合处的断面形状，与金刚石复合片的形状一致。
本实用新型由于其切削地层的最基本构件－－切削齿形状的改进而使此种钻头具有地层体积破碎量大、破碎效率和机械钻速高、抗偏转性强等优点，特别对于偏硬地层，其使用效果更明显。
图1为本实用新型金刚石复合片切削齿的正面形状示意图。
图2为金刚石复合片切削齿的侧面形状示意图。
以下结合附图对本实用新型的实施加以说明。
本实用新型中金刚石复合片（2）制作时的各部位尺寸如下求得：上部圆弧形，半径为R，给定值；中、下部过渡部位圆弧半径r1＝（1／30～1／3）R；下部楔形齿尖顶部圆弧形半径r2＝（1／20～1／2）R；齿尖角度α＝60～120°；纵向高度h1＝（1～1／6）R，h2＝（2～0）R；横向宽度b＝（5～1）R。上述各尺寸随切削地层的硬变而变化，地层越硬齿角α越大。另外，金刚石复合片上部的形状可以为圆弧形，也可为直线形或直线一圆弧复合形，整个复合片沿其纵向中心线左右对称。

Claims (2)

1、一种高效金刚石复合片钻头，由钻头体(1)、靠背齿(2)和金刚石复合片(3)组成，其特征在于：金刚石复合片(3)上部为圆弧形，中部为矩形，下部为楔形；靠背齿(2)与金刚石复合片结合处的断面形与金刚石复合片形状一致。
2、根据权利要求1所述的高效金刚石复合片钻头，其特征在于，金刚石复合片（3）各部位尺寸如下求得：上部圆弧形半径为R，给定值；中、下部过渡部位圆弧形半径为r1＝（1／30～1／3）R；下部楔形齿尖顶部圆弧形半径为r2＝（1／20～1／2）R； 齿尖角度α＝60～120°；纵向高度h1＝（1～1／6）R，h2＝（2～0）R；横向宽度b＝（5～1）R；整个复合片沿其纵向中心线左右对称。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103075117A (zh) * 2013-01-06 2013-05-01 中国海洋石油总公司 一种快穿透隔水导管管鞋
CN113216858A (zh) * 2021-05-27 2021-08-06 河北锐石钻头制造有限公司 一种高耐磨pdc钻头

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