专利名称：一种用于地层钻井的金刚石钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于地层钻井的金刚石钻头，可适用于钻油气井及其它用途的井。
用于钻井的金刚石钻头为固定切削结构钻头，位于钻头体前(下)端的金刚石冠部为钻头的切削部位。现有的金刚石钻头其前端的金刚石冠部开设有多条径向的排屑沟槽，用于岩屑和钻井液的排出。钻头在井下工作时采用旋转钻井的方法，即钻头是围绕井眼或钻杆的轴线旋转，由于实际上钻头的中轴线与井眼(钻杆)的中轴线并不重合，存在一定的偏心，因此会产生金刚石钻头的切削部位磨损不匀，破岩效率下降以及钻头有效使用寿命较短的问题。
本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的问题而提出一种可使钻头切削部位磨损均匀以提高其钻凿效率的用于地层钻井的金刚石钻头。
本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现包括钻头体1和设置在钻头体前端的金刚石切削冠部，钻头体内设有中心流道2，其不同之处在于在切削冠部的前端开设有一环形凹槽6，使切削冠部分割成边缘的环形切削部4的中心的柱状切削部5，环形凹槽6通过进水流道3与中心流道相连通，并通过排水流道7与钻头体外围相导通。
本实用新型使用时钻头体通过一个带自转功能的偏心接头与钻杆相连接，使钻头的中轴线与钻杆的中轴线之间存在一个偏心值ε，这样钻头在钻井工作时，围绕钻杆中心和钻头中心两个平行轴旋转，运行轨迹与行星齿轮相似，既公转又自转，形成对偶旋转状态，并钻出直径为钻头直径加上2ε的井眼8，如图3所示，在这种情况下，由于钻头的切削冠部存在有多个切削面参与切削，借助环形凹槽进水流道高压水流的破岩冲击效应，一方面可使钻头的切削效率、破岩穿夹层能力得到有效地增强，保证井底破岩充分；另一方面，由于自转的作用使钻头切削工作面能均衡地切换，可使金刚石切削部各工作面磨损均匀，使其耐磨性能以及抗冲击、抗研磨能力显著增强，从而延长了金刚石钻头的有效使用寿命，使钻井的综合经济效益得到提高。
图1为本实用新型一个实施例的立体图。
图2为本实用新型一个实施例的正视图。
图3为图2的仰视图。
以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例，包括有钻头体1、钻头体的后端设有锥螺纹，钻头体的前端为金刚石切削冠部，可由天然金刚石或热稳定聚晶金刚石或聚晶金刚石复合片构成，切削冠部的周向为圆形，切削冠部的端面为平面或其它各种曲面，在切削冠部的前端面开设有一环形凹槽6，将切削冠部分割成边缘的环形切削部4和中心的柱状切削部5，其中环形切削部的环厚h不大于钻头与钻杆的偏心距ε的2倍，即h≤2ε，柱状切削部的半径r不小于钻头偏与钻杆的偏心距ε，即r≥ε，环形凹槽6与进水流道3和排水流道7相连通，进水流道与钻头体内的中心流道2相导通，排水流道7向外侧延伸与钻头体外围相导通，进水流道和排水流道可沿环形凹槽周向交错开设各2-6个，进、排水流道用于钻井液的喷射和排出。本实用新型使用时通过一个带有自转功能的偏心接头与钻杆相联接，偏心接头的偏心值为ε，也是钻头与所钻井眼之间所存在的偏心距。
权利要求1.一种用于地层钻井的金刚石钻头，包括钻头体(1)和设置在钻头体前端的金刚石切削冠部，钻头体内设有中心流道(2)，其特征在于在切削冠部的前端开设有一环形凹槽(6)，使切削冠部分割成边缘的环形切削部(4)的中心的柱状切削部(5)，环形凹槽(6)通过进水流道(3)与中心流道相连通，并通过排水流道(7)与钻头体外围相导通。
2.按权利要求1所述的用于地层钻井的金刚石钻头，其特征在于钻头体的后端设有锥螺纹，钻头体的前端为金刚石切削冠部，可由天然金刚石或热稳定聚晶金刚石或聚晶金刚石复合片构成，切削冠部的周向为圆形，切削冠部的端面为平面或其它各种曲面。
3.按权利要求1或2所述的用于地层钻井的金刚石钻头，其特征在于环形切削部的环厚h不大于钻头与钻杆的偏心距ε的2倍。
4.按权利要求3所述的用于地层钻井的金刚石钻头，其特征在于柱状切削部的半径r不小于钻头偏与钻杆的偏心距ε。
5.按权利要求1或2所述的用于地层钻井的金刚石钻头，其特征在于进水流道和排水流道可沿环形凹槽周向交错开设各2-6个。
专利摘要本实用新型涉及一种用于地层钻井的金刚石钻头,它包括钻头体和金刚石切削冠部,在切削冠部的前端开设有一环形凹槽,使切削冠部分割成边缘的环形切削部的中心的柱状切削部,环形凹槽通过进水流道与中心流道相连通,并通过排水流道与钻头体外围相导通。本实用新型使用时通过一个带自转功能的偏心接头与钻杆相联,这不仅能使钻头的切削效率、破岩穿夹层能力得到有效提高,而且可使其抗冲击、抗研磨性能显著增强,从而延长其使用寿命。
文档编号E21B10/46GK2503193SQ01240179
公开日2002年7月31日 申请日期2001年5月29日 优先权日2001年5月29日
发明者张建平, 孙红, 斯捷克良诺夫·巴利斯 申请人:江汉石油钻头股份有限公司