专利名称：刮刀式钢体pdc密闭取心钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于钻井机具，特别是涉及到一种刮刀式钢体PDC密闭取心钻头。
背景技术：
石油钻井密闭取心主要用于油田开发后期检查井，其主要目的是取出不受泥浆污 染的密闭岩心。决策者可根据取出的密闭岩心，化验、分析得出储层油水饱和度、及剩余储 量，从而为油田总体设计开发方案提供科学的、可靠地依据，为油田井网合理布局提供准确 的储层信息。随着大庆油田勘探开发进程，要不断地、实时地掌握地下油水运移状况和规律， 1964年大庆钻井工程技术研究院开始了密闭取心工艺技术的研究，并获得了成功，为大庆 油田开发做出了重要的贡献。当时由于受到条件的限制，密闭取心工具直径大、笨重(工具 外径为Φ 244mm)。取芯钻头较重，一个人拿不动，且机械钻速慢，工人付出劳动强度较大。 为了最大限度的满足油田勘探开发的需要，提高钻头的机械钻速，缩短钻时，提高岩心的密 闭率，有效地减轻工人劳动强度，70年代初，大庆钻井工程技术研究院开展了 Φ 215 mm密 闭取心工艺技术的研究，又获得了成功。这种取心工具一直用到今天，与其配套的钢体PDC 取心钻头(靠背齿柱式切削齿组合)也没有变动，虽然在当时的历史条件下满足了生产的需 要，但到了科学技术飞速发展的今天，这种取心钻头显然已不再适应生产的需求。这种取心 钻头最大的不足就是机械加工困难，钻头水眼过长，切削齿镶焊在硬质合金齿柱上，齿柱又 鑲焊(或热烘装)在钻头柱孔中，工艺比较复杂。钻头的内、外保径为复合体，既套镶金刚石， 也就是把柱状人造金刚石颗粒镶在金属套中，既称为复合体。之所以研制复合体，就是解决 柱状人造金刚石本身脆弱，易碎，抗剪切能力差，直接应用在钻头上较困难，研制复合体解 决了其技术关键，充分发挥了人造金刚石耐磨蚀的优点，然后再把复合体镶在钻头内、外保 径孔中。其镶装工艺为热烘装和铆镶这种钢体PDC取心钻头其整体制造工艺复杂。
发明内容本实用新型旨在于克服现有技术的不足，提供了一种刮刀式钢体PDC密闭取心钻头。本实用新型的刮刀式钢体PDC密闭取心钻头，是由钻头体、翼刀、切削齿柱和保径 齿构成，所述的钻头体为管状，在管状体上沿及外周均勻嵌有一个以上的翼刀，在翼刀的顶 部至外弧面上横向嵌有若干个切削齿柱，在翼刀背部的直面段上嵌有若干个立柱形外保径 齿，在翼刀顶端朝向钻头体的内环的端面上亦嵌有内保径齿，在钻头体的管体壁中有从上 至下的水道孔。作为本实用新型的进一步改进，所述的切削齿柱是用PDC金刚石复合片构成的切 削元件。作为本实用新型的进一步改进，所述的外保径齿和内保径齿均由WC的硬质合金 制成。[0008]本实用新型的刮刀式钢体PDC密闭取心钻头，工作原理是在钻压作用下，PDC切 削齿吃入地层；在转盘扭矩的作用下取心钻头沿轴心转动，PDC切削齿剪切、刮犁破碎岩 石；在泵压的作用下破碎的岩石被高压液流携离井底。随着时间的推移，岩心柱形成并进入 内筒，而内筒充满的密闭液等体积的被排出，岩心柱被筒内的密闭液浸泡、包裹，并与泥浆 隔离，断绝泥浆滤液的继续浸蚀。而岩心柱在进筒前被泥浆冲蚀到岩石孔隙中的滤液量不 足以浸入到岩心柱的核心部位，从而达到岩 心密闭的机械原理。本实用新型的刮刀式钢体PDC密闭取心钻头，结构合理，制造工艺简单，水道行程 短，易加工，简化了钻头机加工序；采用Type系列金刚石复合片为切削元件，淘汰了 WC齿 托，简化了钻WC齿托孔繁琐的制造、焊接工艺，降低了钻头成本；机械钻速快，使用寿命长，
岩心直径大，收获率高。
说明书附图是本实用新型刮刀式钢体PDC密闭取心钻头的纵向剖视图。
具体实施方式
实施例1本实用新型的刮刀式钢体PDC密闭取心钻头，是由钻头体、翼刀、切削齿柱和保径 齿构成。所述的钻头体1为管状，在管状体上沿及外周均勻嵌有一个以上的翼刀2，在翼刀 2的顶部至外弧面上横向嵌有若干个切削齿柱3，所述的切削齿柱3是用Type与PDC金刚石 复合片构成的切削元件。在翼刀2背部的直面段上嵌有若干个立柱形外保径齿4，在翼刀2 顶端朝向钻头体1的内环的端面上亦嵌有内保径齿5，外保径齿4和内保径齿5均由WC的 硬质合金制成。在钻头体1的管体壁中有从上至下的水道孔6。实施例2本实用新型的刮刀式钢体PDC密闭取心钻头，是由钻头体、翼刀、切削齿柱和保径 齿构成。所述的钻头体1为管状，在管状体上沿及外周均勻嵌有五个的翼刀2，在翼刀2的 顶部至外弧面上横向嵌有3 7个切削齿柱3，所述的切削齿柱3是用Type与PDC金刚石 复合片构成的切削元件。在翼刀2背部的直面段上嵌有2 7个立柱形外保径齿4，在翼刀 2顶端朝向钻头体1的内环的端面上亦嵌有内保径齿5，外保径齿4和内保径齿5均由WC 的硬质合金制成。在钻头体1的管体壁中有从上至下的水道孔6。
权利要求刮刀式钢体PDC密闭取心钻头，是由钻头体、翼刀、切削齿柱和保径齿构成，其特征在于其钻头体(1)为管状，在管状体上沿及外周均匀嵌有一个以上的翼刀(2)，在翼刀(2)的顶部至外弧面上横向嵌有若干个切削齿柱(3)，在翼刀(2)背部的直面段上嵌有若干个立柱形外保径齿(4)，在翼刀(2)顶端朝向钻头体(1)的内环的端面上亦嵌有内保径齿(5)，在钻头体(1)的管体壁中有从上至下的水道孔(6)。
2.如权利要求1所述的刮刀式钢体PDC密闭取心钻头，其特征在于切削齿柱(3)是用 PDC金刚石复合片构成的切削元件。
3.如权利要求1或2所述的刮刀式钢体PDC密闭取心钻头，其特征在于外保径齿(4) 和内保径齿(5)均由WC的硬质合金制成。
专利摘要本实用新型的刮刀式钢体PDC密闭取心钻头属于钻井设备，是由钻头体、翼刀、切削齿柱和保径齿构成，所述的钻头体为管状，在管状体上沿及外周均匀嵌有一个以上的翼刀，在翼刀的顶部至外弧面上横向嵌有若干个切削齿柱，在翼刀背部的直面段上嵌有若干个立柱形外保径齿，在翼刀顶端朝向钻头体的内环的端面上亦嵌有内保径齿，在钻头体的管体壁中有从上至下的水道孔。本实用新型的刮刀式钢体PDC密闭取心钻头结构合理，制造工艺简单，水道行程短，易加工，克服了加长钻头机加工序；采用Type系列金刚石复合片为切削元件，淘汰了WC齿托，简化了钻WC齿托孔繁琐的制造、焊接工艺，降低了钻头成本；机械钻速快，使用寿命长，岩心直径大，收获率高。
文档编号E21B10/48GK201714324SQ20102026742
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者刘国祥, 殷文著 申请人:大庆飞马鸿信钻采设备制造有限公司