專利名稱：銳角pdc切削件鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種石油天然氣鉆井鉆頭，具體地說，是一種PDC鉆頭。
背景技術(shù)：
在鉆井過程中采用常規(guī)PDC鉆頭鉆進時，經(jīng)常會遇到以下情況在鉆進初期，機械鉆速很快，但隨著鉆進時間的延長或地層的變硬，機械鉆速會逐漸降低，而且降低的速率很大。分析其原因在于常規(guī)PDC鉆頭采用的PDC切削件均為圓柱狀，其金剛石層平面與母線之間的夾角為直角，因此，在切削地層的過程中PDC切削件的硬質(zhì)合金磨損面增大得較快，相應的比壓也減小得快。為了保持一定的機械鉆速，不得不加大鉆壓，然而，大鉆壓容易導致鉆頭的可導性變差，不利于保證井深質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述常規(guī)PDC鉆頭在鉆井過程中PDC切削件的硬質(zhì)合金磨損面增大過快的缺陷，本實用新型提供了一種鉆頭，能夠顯著減小PDC切削件的硬質(zhì)合金磨損面的增大速率。本實用新型的目的就是為鉆井現(xiàn)場提供一種銳角PDC切削件鉆頭。
為了達到上述目的，本實用新型的銳角PDC切削件鉆頭主要包括鉆頭體和PDC切削件。按照本實用新型，這種鉆頭的PDC切削件的出露部分的金剛石層平面與母線之間的夾角為銳角。
本實用新型的銳角PDC切削件鉆頭，其PDC切削件的出露部分的金剛石層平面與母線之間的夾角小于90°，與采用整體圓柱狀PDC切削件的常規(guī)PDC鉆頭相比，這就從幾何結(jié)構(gòu)上確保了PDC切削件的硬質(zhì)合金磨損面在鉆進過程中增大得較慢，從而降低了承壓面積的增大速率，使得本實用新型能夠在較長的時間內(nèi)以恒定的鉆壓、基本不變的較高的比壓切削地層。也就是說，本實用新型能夠在較小鉆壓的情況下，獲得較快的機械鉆速。所以說，本實用新型提高了鉆井效率。
本實用新型將通過具體實例結(jié)合附圖加以說明。


圖1是圓柱狀PDC切削件示意圖；圖2是銳角PDC切削件示意圖；圖3是高度磨掉h后的圓柱狀PDC切削件示意圖；圖4是高度磨掉h后的銳角PDC切削件示意圖；圖5是圖3中A向局部視圖-磨損平面；圖6是圖4中B向局部視圖-磨損平面。
具體實施方式
參照圖2的銳角PDC切削件鉆頭，其PDC切削件2的出露部分的金剛石層平面與母線之間的夾角在75°-85°之間為宜，如果太小，則會降低PDC切削件2的整體強度；如果過大，則效果不明顯。圖3中，圓柱狀PDC切削件2高度磨掉h后形成的磨損平面的長度為L；圖4中，銳角PDC切削件2高度磨掉h后形成的磨損平面的長度為1。由幾何學可知，在PDC切削件2的直徑相等及齒前角也相等的情況下，1小于L。圖5是圓柱狀PDC切削件2高度磨掉h后形成的磨損平面，CED為橢圓曲線的一部分，E為橢圓的一個頂點，EF為橢圓的一條軸線的一部分，CD垂直于EF；圖6是銳角PDC切削件2高度磨掉h后形成的磨損平面，ced為橢圓曲線的一部分，e為橢圓的一個頂點，ef為橢圓的一條軸線的一部分，cd垂直于ef。由幾何學可知，在PDC切削件2的直徑相等及齒前角也相等的情況下，CD等于cd，又因為1小于L，所以磨損平面cedc的面積小于磨損平面CEDC的面積。這就說明，與圓柱狀PDC切削件2相比，銳角PDC切削件2的硬質(zhì)合金磨損面增大得緩慢。從而降低了承壓面積的增大速率，使本實用新型能夠在較長的時間內(nèi)以恒定的鉆壓、基本不變的較高的比壓切削地層。因此，本實用新型能夠在較小鉆壓的情況下，獲得較快的機械鉆速。
權(quán)利要求1.一種銳角PDC切削件鉆頭，主要包括鉆頭體(1)和PDC切削件(2)，其特征在于PDC切削件(2)的出露部分的金剛石層平面與母線之間的夾角為銳角。
專利摘要本實用新型公開了一種銳角PDC切削件鉆頭，主要包括鉆頭體和PDC切削件。這種鉆頭的PDC切削件的出露部分的金剛石層平面與母線之間的夾角為銳角，它能夠顯著地減小PDC切削件的硬質(zhì)合金磨損面的增大速率，從而使本實用新型能夠在較小鉆壓的情況下，獲得持續(xù)的較快的機械鉆速。
文檔編號E21B10/08GK2769488SQ200520080649
公開日2006年4月5日 申請日期2005年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月9日
發(fā)明者王福修 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院