一种表镶天然金刚石颗粒的弧形齿单牙轮钻头的制作方法

本发明涉及一种用于石油天然气开采等领域的硬地层小井眼钻井用的单牙轮钻头，特别涉及一种表镶天然金刚石颗粒的弧形齿单牙轮钻头。

背景技术：

单牙轮钻头是介于三牙轮钻头与pdc钻头之间的一种新型钻头，既同时兼有二者的优点，又分别弥补了二者的不足。在井下动力钻具钻进深井和小尺寸井眼中尤能显示其独特的优越性，是石油钻井钻头中值得发展的一个新品种，特别是在深井超深井的小井眼钻井中发挥着重要的作用。目前应用的单牙轮钻头齿型包括锥球齿、楔形齿、勺形齿和平头齿等，在硬地层和高研磨性地层中由于牙齿不耐磨，特别是牙轮顶部区域的齿与井底岩石永久接触，很容易提前磨损，造成单牙轮钻头在硬地层和高研磨性地层中的平均机械钻速和寿命较低。因此，研究抗磨性强的单牙轮钻头，不仅是提高单牙轮钻头寿命和小井眼侧钻及深井提速的当务之急，而且也对今后相关学科研究有着重要的参考价值。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种表镶天然金刚石颗粒的弧形齿单牙轮钻头，克服现有技术的缺点，提升牙轮的布齿效率，提高牙轮顶部牙齿的耐磨性能和钻头的机械钻速。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种表镶天然金刚石颗粒的弧形齿单牙轮钻头，它包括牙爪和球形牙轮，所述球形牙轮上等间距分布有布齿带，在球形牙轮顶部的布齿带上交错镶装有长弧形齿和短弧形齿，所述长弧形齿和短弧形齿表面表镶有天然金刚石颗粒，所述长弧形齿和短弧形齿的端面为矩形，长弧形齿和短弧形齿的基体由硬质合金材料制成；在剩余布齿带上交错镶焊有pdc齿。

所述长弧形齿和短弧形齿表面表镶的天然金刚石颗粒有三～五排，每排天然金刚石颗粒等间距交错相间排列。

所述长弧形齿和短弧形齿的露齿高度加天然金刚石颗粒的露齿高度与pdc齿的露齿高度相同。

本发明具有以下优点：本发明通过在单牙轮顶部交错布置长、短弧形齿，并在弧形齿表面表镶天然金刚石颗粒，有效提升了单牙轮钻头顶部牙齿的耐磨性能，提高了钻头的破岩效率和切削齿的寿命，使得单牙轮钻头能够更好的适用于硬地层和高研磨性地层。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明单牙轮钻头的侧视图；

图3为本发明长弧形齿的结构示意图；

图4为本发明长弧形齿的端面图；

图5为本发明短弧形齿的结构示意图；

图6为本发明短弧形齿的端面图。

图中：1—牙爪，2—球形牙轮，3—布齿带，4—pdc齿，5—长弧形齿，6—短弧形齿，7—天然金刚石颗粒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1、2所示，一种表镶天然金刚石颗粒的弧形齿单牙轮钻头，它包括牙爪1和球形牙轮2，所述球形牙轮2上等间距分布有布齿带3，在球形牙轮2顶部的布齿带3上交错镶装有长弧形齿5和短弧形齿6，所述长弧形齿5和短弧形齿6表面表镶有天然金刚石颗粒7，长弧形齿5和短弧形齿6的露齿高度加天然金刚石颗粒7的露齿高度与pdc齿4的露齿高度相同，长弧形齿5和短弧形齿6的端面为矩形，长弧形齿5和短弧形齿6的基体由硬质合金材料制成；在剩余布齿带3上交错镶焊有pdc齿4。

如图3～图6所示，所述长弧形齿5和短弧形齿6表面表镶的天然金刚石颗粒7有三～五排，每排天然金刚石颗粒7等间距交错相间排列。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种表镶天然金刚石颗粒的弧形齿单牙轮钻头，它包括牙爪(1)和球形牙轮(2)，球形牙轮(2)上等间距分布有布齿带(3)，在球形牙轮(2)顶部的布齿带(3)上交错镶装有长弧形齿(5)和短弧形齿(6)，所述长弧形齿(5)和短弧形齿(6)表面表镶有天然金刚石颗粒(7)，所述长弧形齿(5)和短弧形齿(6)的端面为矩形，长弧形齿(5)和短弧形齿(6)的基体由硬质合金材料制成；在剩余布齿带(3)上交错镶焊有PDC齿(4)。本发明的有益效果：有效提升了单牙轮钻头头部牙齿的耐磨性能，提高了钻头的破岩效率和切削齿的寿命，更加适用于硬地层。

技术研发人员：梁政;孔春岩;张德荣;常十梨
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2016.10.18
技术公布日：2017.10.17