专利名称：一种适用于超深井的空气锤钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种适用于超深井的空气锤钻头，属于气体钻井井下工具领域。
背景技术：
目前，随着钻孔凿岩向大直径和超深井方向发展，岩石可钻性越来越差，钻井效率大幅下降。在钻井作业中，硬质地层难以钻进的问题日益突出，而空气冲旋钻井相比于常规泥浆钻井，机械钻速、井身质量得到了大幅提高，空气冲旋钻井技术是解决硬质地层钻进难题的有效方法之一。在深井和超深井钻进过程中，井底压差使得井底岩石強度増大，压持作用增强，因此，无论常规泥浆钻井还是空气钻井，机械钻速都受到了一定程度地影响，而大量的现场和室内试验分析表明，压差与机械钻速的关系随着井底的压差增大机械钻速呈指数减小。根据现场调研发现，空气锤钻头钻井作业时，空气锤钻头中心齿严重磨损，边齿出现磨损、断裂，甚至脱落等问题，进而大大的降低了钻头的使用寿命，使得钻井效率下降，提高钻井成本，从而严重制约空气冲旋钻井技术的应用和发展。因此，迫切需要研制一种适用于超深井的空气锤钻头。
发明内容本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种适用于超深井的空气锤钻头，该钻头能降低中心齿的磨损程度、改善边齿受カ状况，提高机械钻速。本实用新型采用如下技术方案本实用新型一种适用于超深井的空气锤钻头，主要由钻头体和钻头齿组成，钻头体包括内倾面、保径面、外斜面、内斜面、中心平面，在钻头的中心平面镶有双弧度面齿，所述双弧度面齿牙冠由中间弧度面和齿顶弧度面组成，中间弧度面与齿顶弧度面相连形成一个环形的过渡曲面，双弧度面齿底部为圆柱面；在中心平面上错落分布有两种不同直径的双弧度面齿；中心平面最外圈布置有多个大直径双弧度面齿，大直径双弧度面齿比小直径双弧度面齿的直径大2 — 3mm。在内斜面上分布有内斜面边齿，外斜面上分布外斜面边齿，内斜面边齿和外斜面边齿为半球形齿，其直径比小直径双弧度面齿大2. 5—3. 5_。所述钻头牙齿均是硬质合金齿。本实用新型的有益效果1、在长井段钻井吋，由于中心齿是双弧度面齿，其特殊的结构使得磨损后，中心齿由双弧度面齿向球形齿过渡，由于球形齿依然具有很强的耐磨性和破岩能力，继而延长了中心齿的使用寿命。因为边齿破碎岩石区域属于难破碎区域，米用的内外斜面均匀布置边齿，平均边齿的受力，避免单个边齿出现应カ较大的情況。2、较常规空气锤钻头相比，在深部地层具有更好的破岩效果，且具有较长的使用寿命，可以缩短钻井 周期，降低生产成本。
[0009]图I为本实用新型一种适用于超深井的空气锤钻头结构示意图；图2为本实用新型钻头体结构示意图；图3为本实用新型双弧度面齿的结构示意图。图中1.内倾面；2.保径面；3.外斜面；4.内斜面；5.中心平面；6.小直径双弧度面齿-J·大直径双弧度面齿；8.内斜面边齿；9.外斜面边齿；10.圆柱面；11.中间弧度面；12.齿顶弧度面；13双弧度面齿。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进ー步说明。 如图I、图2、图3所示，本实用新型一种适用于超深井的空气锤钻头，主要由钻头体和钻头齿组成，钻头体包括内倾面I、保径面2、外斜面3、内斜面4、中心平面5，在钻头的中心平面5镶有双弧度面齿13，所述双弧度面齿13牙冠由中间弧度面11和齿顶弧度面12组成，中间弧度面11与齿顶弧度面12相连形成一个环形的过渡曲面，双弧度面齿13底部为圆柱面；在中心平面5上错落分布有两种不同直径的双弧度面齿13 ;中心平面5最外圈布置多个大直径双弧度面齿7，大直径双弧度面齿7比小直径双弧度面齿6的直径大2—3mm。在内斜面4上分布有内斜面边齿8，在外斜面3上分布有外斜面边齿9，内斜面边齿8和外斜面边齿9为半球形齿。由于边齿的行程较中心齿大，相对摩擦距离大，而内斜面边齿8与外斜面边齿9比小直径双弧度面齿6直径大2. 5—3. 5mm的结构设计可以增强边齿的耐磨损能力。中心平面5错落布置有双弧度面齿13,以避免一个冲击破岩周期内牙齿的重复破碎，双弧度面齿13特殊的结构易凿入岩石，其自锐能力使得钻头在超深井钻进作业中，具有良好的破岩效果，而且在磨损量达到一定的时，可以向球形齿过渡，从而延长牙齿使用寿命。相邻圈数布置ー个大直径双弧面齿7，g在破碎相邻圈数齿破碎中形成的岩石脊背。
权利要求1.一种适用于超深井的空气锤钻头，其特征在于由钻头体和钻头齿组成，钻头体主要由钻头内倾面(I)、保径面(2)、外斜面(3)、内斜面(4)、中心平面(5)构成，其特征在于在钻头体的中心平面(5)镶有双弧度面齿(13);所述双弧度面齿(13)牙冠由中间弧度面(11)和齿顶弧度面(12)组成，双弧度面齿(13)的中间弧度面(11)与齿顶弧度面(12)相连处形成一个环形的过渡曲面；在中心平面(5)上错落分布有两种不同直径的双弧度面齿(13)，中心平面(5)最外圈布置有多个大直径双弧度面齿(7)，大直径双弧度面齿(7)比小直径双弧度面齿(6 )的直径大2 — 3mm ;内斜面边齿(8 )和外斜面边齿(9 )为半球形齿，其直径比小直径双弧度面齿(6)大2. 5—3. 5mm。
2.根据权利要求I所述的一种适用于超深井的空气锤钻头，其特征在于相邻圈数布置一个大直径双弧面齿(7)。
3.根据权利要求I所述的一种适用于超深井的空气锤钻头，其特征在于钻头牙齿均是硬质合金齿。
专利摘要本实用新型涉及一种适用于超深井的空气锤钻头，属于气体钻井井下工具领域。它主要由钻头体和钻头齿组成，钻头体包括内倾面、保径面、外斜面、内斜面、中心平面，在钻头的中心平面镶有双弧度面齿，所述双弧度面齿牙冠由中间弧度面和齿顶弧度面组成，中间弧度面与齿顶弧度面相连形成一个环形的过渡曲面，在中心平面上错落分布有两种不同直径的双弧度面齿；中心平面最外圈布置有多个大直径双弧度面齿，大直径双弧度面齿比小直径双弧度面齿的直径大2—3mm。内斜面边齿和外斜面边齿为半球形齿。本实用新型较常规空气锤钻头相比，在深部地层具有更好的破岩效果，且具有较长的使用寿命，可以缩短钻井周期，降低生产成本。
文档编号E21B10/36GK202417314SQ201220004348
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者万科峰, 周已, 敬爽, 曾其科, 李琴, 王旻, 王明波, 黄志强 申请人:西南石油大学