专利名称：等磨削侧向力平衡钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田钻井破岩工具，尤其是适用于软至中硬地层破 岩用的一种等磨削侧向力平衡钻头。
技术背景
PDC钻头(pocycry stauine Diamdnd Compact)是二十世纪八十 年代在石油钻井工作中大量使用的一种破岩工具，其破岩方式主要是切 削，而切削元件聚晶金刚石复合片(简称PDC)，由于具有耐磨度高， 自锐性好等特点在软至中硬地层中具有效率高，机械钻速快，井下工作 寿命长、安全等优点，在石油钻井中得到了广泛的应用。大量现场使用 证明PDC钻头失效的主要由如下两种原因引起1.作用在钻头上每个切 削齿的侧向载荷力过大易产生过大冲击载荷，其冲击载荷超过聚晶金刚 石层与硬质合金金属承托层的结构强度时，切削齿就会崩裂而损坏，使 PDC钻头失效，2.分布在PDC钻头上的某一个切削齿的破岩体积大于其 他切削齿破岩体积时，由于齿的切削量过大会导致该齿过早损坏，继而 改变了相邻的工作状态，导致整只钻头失效
实用新型内容
本实用新型的目的便是为了克服上述缺点，而提供的一种等磨削侧 向力平衡钻头(PDC钻头)该钻头的设计充分考虑到切削齿在工作时的 切削面积，然后对钻头上方的切削齿轴线与钻头轴线夹角，切削齿空间 位置中心距等轴线进行合理的布置，使之钻头在工作中具有破岩效率高，耐磨性强，使用寿命长，工作安全特点。 技术方案
为完成上述目的提出的任务，本实用新型是由钻头胎体、钻头钢芯、 多个复合片切削齿、水眼、刀翼组成；所述的复合片切削齿成圆柱状， 顶部表层部分为聚晶金刚石层，下部为硬质合金层，上下层之间通过高 温高压制而成，并用银焊固定在钻头体上；所述的多个复合片切削齿在
钻头胎体刀翼上设有Ql-Q2-Q3-Q4-Q5方向角，其夹角值大小按切削齿 侧向力平衡度^2%确定；多个复合片切削齿附近中心距Rl、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9的数值不同，决定着复合片切削岩层体积 的多少。
本实用新型与现有技术相比具有显著的特点由于本实用新型在制 造时，根据复合片切削齿的切削地层面积和体积使其与实际工作状态相 符，然后计算各个切削齿在钻头上对各种岩性切削能力，最后通过调整 切削齿的方位角达到最佳侧向合力平衡，另外钻头选择了钻头冠部形状 为抛物线型，双锥形或短锥形使得切削齿的大小和数量以及在空间位 置，中心距轴线与钻头轴线夹角均与实际岩性切削面积、体积相一致，
因此在使用中钻头具有耐冲击，载荷量大，而磨耗低，切削能力强切
削齿使用寿命长，使用安全等优点。
图1是本实用新型底面仰视图。
图2是图1A-0-A剖面示意图。 图3是复合片切削面结构示意图。
具体实施方式
本实用新型由以下实施例给出，
以下结合附图予以说明在图中， 由1、钻头胎体，2、钻头钢芯，3、复合片切削齿，4、水眼，5、聚晶
金刚石层，6、硬质合金层，7、刀翼组成。
图2中，钻头胎体1与钻头钢芯烧结相固定，钻头体通过螺纹与钻
头接头相连接(图未画)，图l中复合片切削齿3，坐落在钻头胎体l
的凹槽内，整个胎体上面分为若干个刀翼7 (本图为5个刀翼)，刀翼 中心夹角由侧向力平衡来确定，钻头胎体上钻有水眼4，水眼与钻头胎 体中心线夹角在10-30度之间，每个刀翼7的凹槽内采用焊接方法固定 有复合片切削齿3，该复合切削齿3呈短圆柱状(图3)上部表面为聚晶 金刚石层5，下部为硬质合金层6，上下之间经高温，高压压制后再用 银悍方法固定在钻头上面，安装时刀翼上的数个复合片切削齿3按照 Ql、 Q2、 Q3、 Q4、 Q5方位角布置，该角大小是根据切削齿3侧向合力 平衡度^2%来确定的。复合片切削齿中心距R1、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9的数值不同决定着复合切削片切削地层的面积多少。
权利要求1、一种等磨削侧向力平衡钻头，是由钻头胎体(1)、钻头钢芯(2)、复合片切削齿(3)、水眼(4)、刀翼(7)组成；其特征在于所述的复合片切削齿(3)成圆柱状，顶部表层部分为聚晶金刚石层，下部为硬质合金层，上下层之间通过高温高压压制而成，并用银焊固定在钻头上。
专利摘要本实用新型涉及等磨削侧向力平衡钻头，是由钻头胎体、钻头钢芯、复合片切削齿、水眼、刀翼组成；所述的复合片切削齿成圆柱状，顶部表层为聚晶金刚石层，下部为硬质合金层，上下层通过高温、高压压制成，并用银焊固定在钻头上；所述的多个复合片切削齿在钻头胎体刀翼上设有Q1-Q2-Q3-Q4-Q5等方向角，其夹角值大小按切削齿侧向力平衡度≤2％确定；复合片切削齿中心距R1～R9的数值各不同，决定着复合片切削地层岩层多少。本钻头依据切削齿的切削面积，并对钻头上方的切削齿轴线与钻头轴线夹角，切削齿切削面积计算模式进行改进，使钻头在坚硬底层中具有破岩效率高、耐磨性好、使用寿命长工作安全特点，可广泛应用于石油钻井之中。
文档编号E21B10/46GK201258690SQ200820014720
公开日2009年6月17日 申请日期2008年8月11日 优先权日2008年8月11日
发明者丛春艳 申请人:丛春艳