一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，屬于石油天燃氣、礦山工程、建筑基礎工程施工、地質、水文等鉆探設備技術領域，解決現有技術中單一切削結構的孕鑲金剛石鉆頭在難鉆、復雜地層孕鑲金剛石鉆頭壽命短，對于地質勘探造成不利影響的問題。本發(fā)明包括API接頭、與API接頭相連接的鉆頭體，在鉆頭體上設置有中心水道、多個刀翼和相鄰兩刀翼之間的水道，在刀翼的上表面上設置有雙切削結構孕鑲A1型齒、孕鑲A型齒、孕鑲B型齒、孕鑲C型齒和雙切削結構孕鑲A2型齒；在雙切削結構孕鑲A1型齒和雙切削結構孕鑲A2型齒切削面表鑲大顆粒天然金剛石、內部均勻有序排列有人造小顆粒金剛石，在孕鑲A型齒、孕鑲B型齒和孕鑲C型齒內設置有小顆粒金剛石。本發(fā)明用于鉆探。
【專利說明】
一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭
技術領域
[0001]—種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，用于鉆探，屬于石油天燃氣、礦山工程、建筑基礎工程施工、地質、水文等鉆探設備技術領域。
【背景技術】
[0002]孕鑲金剛石鉆頭采用小顆粒金剛石作為切削元件，具有抗壓能力大、抗磨能力強、抗沖擊能力較好的特點，適合鉆探對PDC鉆頭和牙輪鉆頭而言難以鉆探的地層，具有高硬度、高研磨性等。但是現有設計的孕鑲金剛石鉆頭使用金剛石顆粒較細，對于巖層的體積破碎效率低。由于金剛石與胎體的界面能很高，使得金剛石與胎體間的浸潤性和粘結能力很差，結合強度低，胎體強度不夠而過早的磨損，使得金剛石顆粒容易過早脫落。采用單一切削結構的孕鑲金剛石鉆頭，在難鉆、復雜地層孕鑲金剛石鉆頭壽命短，對于地質勘探造成不利影響。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明針對上述不足之處提供了一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，解決現有技術中單一切削結構的孕鑲金剛石鉆頭，在難鉆、復雜地層孕鑲金剛石鉆頭壽命短，對于地質勘探造成不利影響的問題。
[0004]為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:
[0005]—種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，包括API接頭、與API接頭相連接的鉆頭體，其特征在于:在鉆頭體上設置有中心水道、多個刀翼和相鄰兩刀翼之間的水道，在刀翼的上表面上設置有雙切削結構孕鑲Al型齒、孕鑲A型齒、孕鑲B型齒、孕鑲C型齒和雙切削結構孕鑲A2型齒;在雙切削結構孕鑲Al型齒和雙切削結構孕鑲A2型齒的切削面表鑲大顆粒天然金剛石、內部均勻有序排列有小顆粒金剛石，在孕鑲A型齒、孕鑲B型齒和孕鑲C型齒內設置有小顆粒金剛石。
[0006]進一步，每間隔一個刀翼上設置有加強保徑。
[0007]進一步，所述刀翼和加強保徑之間構成的水道為輻射式深水道，所述大顆粒天然金剛石20?25目，小顆粒金剛石25?50目。
[0008]進一步，所述刀翼包括長刀翼和短刀翼，至少有兩組長刀翼在鉆頭心處相連接，所述長刀翼在鉆頭心的連接處上設置有roc復合片。
[0009]進一步，在API接頭相對應端上，從短刀翼端部開始，至少有一短刀翼上依次設置有孕鑲C型齒、孕鑲B型齒、雙切削結構孕鑲Al型齒、孕鑲A型齒和雙切削結構孕鑲A2型齒。
[0010]進一步，在API接頭相對應端上，從短刀翼端部開始，至少有一短刀翼上依次設置有孕鑲C型齒、雙切削結構孕鑲Al型齒、孕鑲A型齒和雙切削結構孕鑲A2型齒。
[0011 ]進一步，在API接頭相對應端上，從短刀翼端部開始，至少有一短刀翼上依次設置有孕鑲C型齒、雙切削結構孕鑲Al型齒、孕鑲A型齒、雙切削結構孕鑲Al型齒、孕鑲A型齒和雙切削結構孕鑲A2型齒。
[0012]進一步，從鉆頭心相連接處開始，至少有一長刀翼上依次設置有PDC復合片、雙切削結構孕鑲Al型齒、孕鑲A型齒、雙切削結構孕鑲Al型齒、孕鑲A型齒和雙切削結構孕鑲A2型齒O
[0013]進一步，從鉆頭心相連接處開始，至少有一長刀翼上依次設置有PDC復合片、孕鑲A型齒、雙切削結構孕鑲Al型齒、孕鑲A型齒和雙切削結構孕鑲A2型齒。
[0014]進一步，所述刀翼上設置有非連續(xù)布齒間隔槽，所述非連續(xù)布齒間隔槽將雙切削結構孕鑲Al型齒、PDC復合片、孕鑲A型齒、孕鑲B型齒、孕鑲C型齒和雙切削結構孕鑲A2型齒相隔咼開。
[0015]與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0016]—、本發(fā)明具有雙切削結構，采用表鑲大顆粒天然金剛石和孕鑲小顆粒金剛石作為切削元件，采用大顆粒天然金剛石做為切削元件可以提高巖石破碎效率，等表鑲的大顆粒天然金剛石切削過程中脫落完后，孕鑲的小顆粒金剛石開始切削破碎巖石，可以提高鉆頭的機械鉆速和鉆頭壽命；
[0017]二、本發(fā)明采用非連續(xù)性間斷布齒設計，且每顆切削齒之間都有間隙，易于高轉速下，巖肩的排除，防止因水力效果不好造成鉆頭燒心的事情發(fā)生，提高機械鉆速；
[0018]三、本發(fā)明采用多種形狀結構的孕鑲齒混合布齒設計，提高鉆頭金剛石含量，提高孕鑲金剛石鉆頭壽命；
[0019]四、本發(fā)明鉆頭心部設計roc切削齒結構，避免高速鉆進過程中出現鉆頭心部薄弱出現掏心現象，提尚鉆頭壽命；
[0020]五、本發(fā)明采用中心水道和輻射式深水道設計，提高鉆頭在高鉆速下，巖肩的運移能力。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的俯視圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的立體不意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明中孕鑲A型齒示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明中孕鑲B型齒示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明中雙切削結構孕鑲A2型齒示意圖；
[0026]圖6為本發(fā)明中雙切削結構孕鑲Al型齒示意圖；
[0027]圖7為本發(fā)明中孕鑲C型齒示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0029]實施例1
[0030]一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，包括API接頭12、與API接頭12相連接的鉆頭體11，在鉆頭體11上設置有中心水道2、多個刀翼13和相鄰兩刀翼13之間的水道，在刀翼13的上表面上設置有雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4、孕鑲B型齒5、孕鑲C型齒6和雙切削結構孕鑲A2型齒8;將雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4、孕鑲B型齒5、孕鑲C型齒6和雙切削結構孕鑲A2型齒8混合設計在刀翼13上，在雙切削結構孕鑲Al型齒I和雙切削結構孕鑲A2型齒8的切削面表鑲大顆粒天然金剛石、內部均勻有序排列有小顆粒金剛石，在孕鑲A型齒4、孕鑲B型齒5和孕鑲C型齒6內設置有小顆粒金剛石。采用表鑲大顆粒天然金剛石和孕鑲小顆粒金剛石作為切削元件，采用大顆粒天然金剛石做為切削元件可以提高巖石破碎效率，等表鑲的大顆粒天然金剛石切削過程中脫落完后，孕鑲的小顆粒金剛石開始切削破碎巖石，可以提高鉆頭的機械鉆速和鉆頭壽命。
[0031]實施例2
[0032]一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，包括API接頭12、與API接頭12相連接的鉆頭體11，在鉆頭體11上設置有中心水道2、多個刀翼13和相鄰兩刀翼13之間的水道，在刀翼13的上表面上設置有雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4、孕鑲B型齒5、孕鑲C型齒6和雙切削結構孕鑲A2型齒8;將雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4、孕鑲B型齒5、孕鑲C型齒6和雙切削結構孕鑲A2型齒8混合設計在刀翼13上，在雙切削結構孕鑲Al型齒I和雙切削結構孕鑲A2型齒8的切削面表鑲大顆粒天然金剛石、內部均勻有序排列有小顆粒金剛石，在孕鑲A型齒4、孕鑲B型齒5和孕鑲C型齒6內設置有小顆粒金剛石。采用表鑲大顆粒天然金剛石和孕鑲小顆粒金剛石作為切削元件，采用大顆粒天然金剛石做為切削元件可以提高巖石破碎效率，等表鑲的大顆粒天然金剛石切削過程中脫落完后，孕鑲的小顆粒金剛石開始切削破碎巖石，可以提高鉆頭的機械鉆速和鉆頭壽命。所述刀翼13包括長刀翼14和短刀翼15，至少有兩組長刀翼14在鉆頭心處相連接，所述長刀翼14在鉆頭心的連接處上設置有roc復合片3。在API接頭12相對應端上，從短刀翼15端部開始，至少有一短刀翼15上依次設置有孕鑲C型齒6、孕鑲B型齒5、雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4和雙切削結構孕鑲A2型齒8;在API接頭12相對應端上，從短刀翼15端部開始，至少有一短刀翼15上依次設置有孕鑲C型齒6、雙切削結構孕鑲AI型齒1、孕鑲A型齒4和雙切削結構孕鑲A2型齒8;在API接頭12相對應端上，從短刀翼15端部開始，至少有一短刀翼15上依次設置有孕鑲C型齒6、雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4、雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4和雙切削結構孕鑲A2型齒8;從鉆頭心相連接處開始，至少有一長刀翼14上依次設置有PDC復合片3、雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4、雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4和雙切削結構孕鑲A2型齒8;從鉆頭心相連接處開始，至少有一長刀翼14上依次設置有H)C復合片3、孕鑲A型齒4、雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4和雙切削結構孕鑲A2型齒8。采用多種形狀結構的孕鑲齒混合布齒設計，提尚鉆頭金剛石含量，提尚孕懷金剛石鉆頭壽命，鉆頭心部設計I3DC切削齒結構，避免尚速鉆進過程中出現鉆頭心部薄弱出現掏心現象，提高鉆頭壽命。
[0033]實施例3
[0034]一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，包括API接頭12、與API接頭12相連接的鉆頭體11，在鉆頭體11上設置有中心水道2、多個刀翼13和相鄰兩刀翼13之間的水道，在刀翼13的上表面上設置有雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4、孕鑲B型齒5、孕鑲C型齒6和雙切削結構孕鑲A2型齒8;將雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4、孕鑲B型齒5、孕鑲C型齒6和雙切削結構孕鑲A2型齒8混合設計在刀翼13上，在雙切削結構孕鑲Al型齒I和雙切削結構孕鑲A2型齒8的切削面表鑲大顆粒天然金剛石、內部均勻有序排列有小顆粒金剛石，在孕鑲A型齒4、孕鑲B型齒5和孕鑲C型齒6內設置有小顆粒金剛石。采用表鑲大顆粒天然金剛石和孕鑲小顆粒金剛石作為切削元件，采用大顆粒天然金剛石做為切削元件可以提高巖石破碎效率，等表鑲的大顆粒天然金剛石切削過程中脫落完后，孕鑲的小顆粒金剛石開始切削破碎巖石，可以提高鉆頭的機械鉆速和鉆頭壽命。所述刀翼13包括長刀翼14和短刀翼15，至少有兩組長刀翼14在鉆頭心處相連接，所述長刀翼14在鉆頭心的連接處上設置有roc復合片
3。在API接頭12相對應端上，從短刀翼15端部開始，至少有一短刀翼15上依次設置有孕鑲C型齒6、孕鑲B型齒5、雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4和雙切削結構孕鑲A2型齒8;在API接頭12相對應端上，從短刀翼15端部開始，至少有一短刀翼15上依次設置有孕鑲C型齒
6、雙切削結構孕鑲AI型齒1、孕鑲A型齒4和雙切削結構孕鑲A2型齒8;在API接頭12相對應端上，從短刀翼15端部開始，至少有一短刀翼15上依次設置有孕鑲C型齒6、雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4、雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4和雙切削結構孕鑲A2型齒8;從鉆頭心相連接處開始，至少有一長刀翼14上依次設置有PDC復合片3、雙切削結構孕鑲Al型齒
1、孕鑲A型齒4、雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4和雙切削結構孕鑲A2型齒8;從鉆頭心相連接處開始，至少有一長刀翼14上依次設置有H)C復合片3、孕鑲A型齒4、雙切削結構孕鑲Al型齒1、孕鑲A型齒4和雙切削結構孕鑲A2型齒8。采用多種形狀結構的孕鑲齒混合布齒設計，提尚鉆頭金剛石含量，提尚孕懷金剛石鉆頭壽命，鉆頭心部設計I3DC切削齒結構，避免尚速鉆進過程中出現鉆頭心部薄弱出現掏心現象，提高鉆頭壽命。所述刀翼13上設置有非連續(xù)布齒間隔槽7將雙切削結構孕鑲Al型齒l、roc復合片3、孕鑲A型齒4、孕鑲B型齒5、孕鑲C型齒6和雙切削結構孕鑲A2型齒8相隔離開。采用非連續(xù)性間斷布齒設計，且每顆切削齒之間都有間隙，易于高轉速下，巖肩的排除，防止因水力效果不好造成鉆頭燒心的事情發(fā)生，提尚機械鉆速。
[0035]本發(fā)明中所述刀翼13在API接頭12—端，每間隔一個刀翼13上設置有加強保徑10;所述刀翼13和加強保徑10之間構成的水道為輻射式s深水道9;所述大顆粒天然金剛石20?25目，小顆粒金剛石25?50目，所述TOC復合片3的尺寸為Φ 13.44*8.0，還可以是別的尺寸。
【主權項】
1.一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，包括API接頭(12)、與API接頭(12)相連接的鉆頭體(11)，其特征在于:在鉆頭體(11)上設置有中心水道(2)、多個刀翼(13)和相鄰兩刀翼(13)之間的水道，在刀翼(13)的上表面上設置有雙切削結構孕鑲Al型齒(I)、孕鑲A型齒(4)、孕鑲B型齒(5)、孕鑲C型齒(6)和雙切削結構孕鑲A2型齒(8);在雙切削結構孕鑲AI型齒(I)和雙切削結構孕鑲A2型齒(8)的切削面表鑲大顆粒天然金剛石、內部均勻有序排列有小顆粒金剛石，在孕鑲A型齒(4)、孕鑲B型齒(5)和孕鑲C型齒(6)內設置有小顆粒金剛石。2.根據權利要求1所述的一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:每間隔一個刀翼(13)上設置有加強保徑(1)。3.根據權利要求2所述的一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:所述刀翼(13)和加強保徑(10)之間構成的水道為輻射式深水道(9)，所述大顆粒天然金剛石20?25目，小顆粒金剛石25?50目。4.根據權利要求1所述的一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:所述刀翼(13)包括長刀翼(14)和短刀翼(15)，至少有兩組長刀翼(14)在鉆頭心處相連接，所述長刀翼(14)在鉆頭心的連接處上設置有roc復合片(3)。5.根據權利要求4所述的一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:在API接頭(12)相對應端上，從短刀翼(15)端部開始，至少有一短刀翼(15)上依次設置有孕鑲C型齒(6)、孕鑲B型齒(5)、雙切削結構孕鑲Al型齒(I)、孕鑲A型齒(4)和雙切削結構孕鑲A2型齒6.根據權利要求4所述的一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:在API接頭(12)相對應端上，從短刀翼(15)端部開始，至少有一短刀翼(15)上依次設置有孕鑲C型齒(6)、雙切削結構孕鑲Al型齒(I)、孕鑲A型齒(4)和雙切削結構孕鑲A2型齒(8)。7.根據權利要求4所述的一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:在API接頭(12)相對應端上，從短刀翼(15)端部開始，至少有一短刀翼(15)上依次設置有孕鑲C型齒(6)、雙切削結構孕鑲Al型齒(1)、孕鑲A型齒(4)、雙切削結構孕鑲Al型齒(1)、孕鑲A型齒(4)和雙切削結構孕鑲A2型齒(8)。8.根據權利要求4所述的一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:從鉆頭心相連接處開始，至少有一長刀翼(14)上依次設置有PDC復合片(3)、雙切削結構孕鑲Al型齒(I)、孕鑲A型齒(4)、雙切削結構孕鑲Al型齒(I)、孕鑲A型齒(4)和雙切削結構孕鑲A2型齒9.根據權利要求4所述的一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:從鉆頭心相連接處開始，至少有一長刀翼(14)上依次設置有H)C復合片(3)、孕鑲A型齒(4)、雙切削結構孕鑲Al型齒(I)、孕鑲A型齒(4)和雙切削結構孕鑲A2型齒(8)。10.根據權利要求4所述的一種具有雙切削結構孕鑲金剛石鉆頭，其特征在于:所述刀翼(13)上設置有非連續(xù)布齒間隔槽(7)，所述非連續(xù)布齒間隔槽(7)將雙切削結構孕鑲Al型齒(I)、PDC復合片(3)、孕鑲A型齒(4)、孕鑲B型齒(5)、孕鑲C型齒(6)和雙切削結構孕鑲A2型齒(8)相隔咼開。
【文檔編號】E21B10/43GK105952382SQ201610486344
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】姚建林, 馮明, 李勇, 李偉成, 付曉平, 李雷
【申請人】四川川慶石油鉆采科技有限公司