一种四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头，包括一体成型的钻头基体(3)和钻头冠部(1)，所述钻头冠部(1)上沿顺时针方向设有第一刀翼(12)、第二刀翼(13)、第三刀翼(14)和第四刀翼(15)，每个刀翼上设有多个齿孔，其中第一刀翼(12)和第三刀翼(14)上的齿孔在旋转轨迹上重合，第二刀翼(13)和第四刀翼(15)上的齿孔在旋转轨迹上重合且与第一刀翼(12)或第三刀翼(14)上的齿孔在旋转轨迹上等距错位。该技术方案不仅具有固齿稳定的优点，而且对钻头的布齿以及清洗从结构上做了优化，大大提高了钻头工作指标，降低了钻井成本。
【专利说明】
一种四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头
技术领域
[0001]本发明涉及石油钻井领域，尤其是涉及一种四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，专利号:200880016630，专利的名称“混合钻头及其钻进方法”，是一种胎体式混合钻头;专利号:2012105525560，专利名称“一种强化心部切削功能的混合钻头”。上述两种混合钻头的PDC齿在制造上都是钎焊复合齿固齿(PDC齿柱)工艺，复合齿柱是在胎体或钢体刀翼圆周互相凹坑面及下端面上钎焊复合齿柱。这种固齿方式在高温环境中工作易脱落。而且随着钻头技术的不断发展也需要对其结构进行不断的优化。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头，不仅解决了现有技术采用钎焊固齿不稳定的问题，而且对钻头的布齿以及清洗系统从结构上做了优化，大大提高了钻头工作指标，降低了钻井成本。
[0004]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
[0005]—种四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头，包括一体成型的钻头基体和钻头冠部，其特征在于，所述钻头冠部上沿顺时针方向设有第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼和第四刀翼，每个刀翼上设有多个齿孔，其中第一刀翼和第三刀翼上的齿孔在旋转轨迹上重合，第二刀翼和第四刀翼上的齿孔在旋转轨迹上重合且与第一刀翼或第三刀翼上的齿孔在旋转轨迹上等距错位；
[0006]所述每个刀翼上的齿孔内分别过盈安装有切削齿，所述切削齿的切削面上烧结有聚晶金刚石层；
[0007]所述钻头基体的内部设有注水孔，钻头基体的端部设有四个与所述注水孔相通的斜水孔，每个斜水孔分别位于两个相邻的刀翼之间;所述斜水孔内安装有喷嘴，喷嘴与斜水孔之间设有喷嘴套，喷嘴与喷嘴套之间设有喷嘴密封圈。
[0008]进一步地，所述每个刀翼上的齿孔包含前排齿孔和后排齿孔，所述前排齿孔与后排齿孔在旋转轨迹上等距错位。
[0009]进一步地，所述前排齿孔装有主切削齿，后排齿孔装有副切削齿。
[0010]进一步地，所述前排齿孔内的主切削齿数量为五颗，后排齿孔内的副切削齿数量为四颗。
[0011]进一步地，所述的喷嘴为内六方硬合金喷嘴。
[0012]进一步地，所述钻头冠部靠近钻头基体位置轴向设置有由多个保径齿组，所述保径齿组包含多个保径齿。
[0013]进一步地，所述的保径齿组中至少有一个保径齿的切削面烧结有聚晶金刚石层。
[0014]进一步地，所述钻头基体上设有扣槽。
[0015]本发明在提高钻头工作指标，降低钻井成本方面具有显著的有益效果:(1)本发明每个刀翼面上钻铰有齿孔，切削齿通过冷压铆固齿工艺压进齿孔，与齿孔过盈配合，这种过盈配合方式与钎焊固齿相比更加牢固；(2)本发明技术方案的每个刀翼上的齿孔包含前排齿孔和后排齿孔，前排齿孔与后排齿孔在旋转轨迹上等距错位，且每两个相邻的刀翼上对应的齿孔排在旋转轨迹上也是相互错位的，这种结构可以更好的使钻井的岩石得到全面高效破碎；(3)本发明的技术方案对于钻头保径，采用的保径齿组中至少有一个保径齿的切削面烧结有聚晶金刚石层，具有防磨损的作用，具有很好的保径效果；(4)在每两个相邻刀翼之间设有的斜水孔，可以更加全面的清洗钻头以及携带井底岩肩上返。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0017]图1是本发明的一种四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头的结构主视图；
[0018]图2是图1俯视图。
[0019]图中:1、钻头冠部;2、扣槽;3、钻头基体;4、注水孔;5、斜水孔;6、保径齿;7、喷嘴密封圈；8、喷嘴;9、喷嘴套；10、主切削齿；11、副切削齿；12、第一刀翼；13、第二刀翼；14、第三刀翼；15、第四刀翼。
【具体实施方式】
[0020]参照图1，本发明的一种四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头的主视图。图中钻头冠部I上顺时针方向设有四个刀翼，每个刀翼上的钻铰有前排齿孔和后排齿孔，所述前排齿孔与后排齿孔在旋转轨迹上等距错位，前排齿孔通过冷固齿挤压过盈安装有五颗主切削齿10，后排齿孔通过冷固齿挤压过盈安装有五颗副切削齿11，这种过盈配合方式与钎焊固齿相比更加牢固，这两种切削齿的切削面上都烧结有聚晶金刚石层，耐磨性非常好。
[0021]结合图2，图1的俯视图。图中第一刀翼12和第三刀翼14上的齿孔在旋转轨迹上重合，第二刀翼13和第四刀翼15上的齿孔在旋转轨迹上重合且与第一刀翼12或第三刀翼14上的齿孔在旋转轨迹上等距错位。这种四个刀翼上的错开布齿可使所钻井底岩石得到全面高效破碎，大大提高了钻头工作指标，降低了钻井成本。
[0022]图1中钻头基体3的轴部设有用于限位的扣槽2，钻头基体3的内部设有注水孔4，钻头基体3的端部设有四个与所述注水孔4相通的斜水孔5，每个斜水孔5分别位于两个相邻的刀翼之间；斜水孔5内安装有喷嘴8，喷嘴8与斜水孔5之间设有喷嘴套9，喷嘴8与喷嘴套9之间设有喷嘴密封圈7。从喷嘴8喷出的泥浆射流清洗井底岩肩和两种切削齿，提高了钻头的工作指标，降低了钻井成本。
[0023]考虑到钻头保径的要求，在钻头冠部靠近钻头基体位置轴向设置有由多个保径齿6构成的保径齿组，保径齿组中至少有一个保径齿6的切削面烧结有聚晶金刚石层。这种保径齿组结构具有防磨损的作用，其保径效果也更加好。
[0024]本发明在提高钻头工作指标，降低钻井成本方面具有显著的有益效果:(I)本发明每个刀翼面上钻铰有齿孔，切削齿通过冷压铆固齿工艺压进齿孔，与齿孔过盈配合，这种过盈配合方式与钎焊固齿相比更加牢固；(2)本发明技术方案的每个刀翼上的齿孔包含前排齿孔和后排齿孔，前排齿孔与后排齿孔在旋转轨迹上等距错位，且每两个相邻的刀翼上对应的齿孔排在旋转轨迹上也是相互错位的，这种结构可以更好的使钻井的岩石得到全面高效破碎；(3)本发明的技术方案对于钻头保径，采用的保径齿组中至少有一个保径齿的切削面烧结有聚晶金刚石层，具有防磨损的作用，具有很好的保径效果；(4)在每两个相邻刀翼之间设有的斜水孔，可以更加全面的清洗钻头以及携带井底岩肩上返。
[0025]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头，包括一体成型的钻头基体(3)和钻头冠部(I)，其特征在于，所述钻头冠部(I)上沿顺时针方向设有第一刀翼(12)、第二刀翼(13)、第三刀翼(14)和第四刀翼(15)，每个刀翼上设有多个齿孔，其中第一刀翼(12)和第三刀翼(14)上的齿孔在旋转轨迹上重合，第二刀翼(13)和第四刀翼(15)上的齿孔在旋转轨迹上重合且与第一刀翼(12)或第三刀翼(14)上的齿孔在旋转轨迹上等距错位； 所述每个刀翼上的齿孔内分别过盈安装有切削齿，所述切削齿的切削面上烧结有聚晶金刚石层； 所述钻头基体(3)的内部设有注水孔(4)，钻头基体(3)的端部设有四个与所述注水孔(4)相通的斜水孔(5)，每个斜水孔(5)分别位于两个相邻的刀翼之间；所述斜水孔(5)内安装有喷嘴(8)，喷嘴(8)与斜水孔(5)之间设有喷嘴套(9)，喷嘴(8)与喷嘴套(9)之间设有喷嘴密封圈(7)。2.根据权利要求1所述的四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头，其特征在于，所述每个刀翼上的齿孔包含前排齿孔和后排齿孔，所述前排齿孔与后排齿孔在旋转轨迹上等距错位。3.根据权利要求2所述的四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头，其特征在于，所述前排齿孔装有主切削齿(10)，后排齿孔装有副切削齿(11)。4.根据权利要求3所述的四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头，其特征在于，所述前排齿孔内的主切削齿(10)数量为五颗，后排齿孔内的副切削齿(11)数量为四颗。5.根据权利要求1所述的四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头，其特征在于，所述的喷嘴(8)为内六方硬合金喷嘴。6.根据权利要求1所述的四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头，其特征在于，所述钻头冠部(I)靠近钻头基体(3)位置轴向设置有由多个保径齿组，所述保径齿组包含多个保径齿(6)ο7.根据权利要求6所述的四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头，其特征在于，所述的保径齿组中至少有一个保径齿(6)的切削面烧结有聚晶金刚石层。8.根据权利要求1所述的四刀翼镶装聚晶复合齿的喷射式钻头，其特征在于，所述钻头基体(3)上设有扣槽(2)。
【文档编号】E21B10/61GK105863516SQ201610378126
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】刘新军, 尚明
【申请人】陕西金刚石油机械有限公司