专利名称：锐角pdc切削件钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油天然气钻井钻头，具体地说，是一种PDC钻头。
背景技术：
在钻井过程中采用常规PDC钻头钻进时，经常会遇到以下情况在钻进初期，机械钻速很快，但随着钻进时间的延长或地层的变硬，机械钻速会逐渐降低，而且降低的速率很大。分析其原因在于常规PDC钻头采用的PDC切削件均为圆柱状，其金刚石层平面与母线之间的夹角为直角，因此，在切削地层的过程中PDC切削件的硬质合金磨损面增大得较快，相应的比压也减小得快。为了保持一定的机械钻速，不得不加大钻压，然而，大钻压容易导致钻头的可导性变差，不利于保证井深质量。
发明内容
为了克服上述常规PDC钻头在钻井过程中PDC切削件的硬质合金磨损面增大过快的缺陷，本实用新型提供了一种钻头，能够显著减小PDC切削件的硬质合金磨损面的增大速率。本实用新型的目的就是为钻井现场提供一种锐角PDC切削件钻头。
为了达到上述目的，本实用新型的锐角PDC切削件钻头主要包括钻头体和PDC切削件。按照本实用新型，这种钻头的PDC切削件的出露部分的金刚石层平面与母线之间的夹角为锐角。
本实用新型的锐角PDC切削件钻头，其PDC切削件的出露部分的金刚石层平面与母线之间的夹角小于90°，与采用整体圆柱状PDC切削件的常规PDC钻头相比，这就从几何结构上确保了PDC切削件的硬质合金磨损面在钻进过程中增大得较慢，从而降低了承压面积的增大速率，使得本实用新型能够在较长的时间内以恒定的钻压、基本不变的较高的比压切削地层。也就是说，本实用新型能够在较小钻压的情况下，获得较快的机械钻速。所以说，本实用新型提高了钻井效率。
本实用新型将通过具体实例结合附图加以说明。
图1是圆柱状PDC切削件示意图；图2是锐角PDC切削件示意图；图3是高度磨掉h后的圆柱状PDC切削件示意图；图4是高度磨掉h后的锐角PDC切削件示意图；图5是图3中A向局部视图-磨损平面；图6是图4中B向局部视图-磨损平面。
具体实施方式
参照图2的锐角PDC切削件钻头，其PDC切削件2的出露部分的金刚石层平面与母线之间的夹角在75°-85°之间为宜，如果太小，则会降低PDC切削件2的整体强度；如果过大，则效果不明显。图3中，圆柱状PDC切削件2高度磨掉h后形成的磨损平面的长度为L；图4中，锐角PDC切削件2高度磨掉h后形成的磨损平面的长度为1。由几何学可知，在PDC切削件2的直径相等及齿前角也相等的情况下，1小于L。图5是圆柱状PDC切削件2高度磨掉h后形成的磨损平面，CED为椭圆曲线的一部分，E为椭圆的一个顶点，EF为椭圆的一条轴线的一部分，CD垂直于EF；图6是锐角PDC切削件2高度磨掉h后形成的磨损平面，ced为椭圆曲线的一部分，e为椭圆的一个顶点，ef为椭圆的一条轴线的一部分，cd垂直于ef。由几何学可知，在PDC切削件2的直径相等及齿前角也相等的情况下，CD等于cd，又因为1小于L，所以磨损平面cedc的面积小于磨损平面CEDC的面积。这就说明，与圆柱状PDC切削件2相比，锐角PDC切削件2的硬质合金磨损面增大得缓慢。从而降低了承压面积的增大速率，使本实用新型能够在较长的时间内以恒定的钻压、基本不变的较高的比压切削地层。因此，本实用新型能够在较小钻压的情况下，获得较快的机械钻速。
权利要求1.一种锐角PDC切削件钻头，主要包括钻头体(1)和PDC切削件(2)，其特征在于PDC切削件(2)的出露部分的金刚石层平面与母线之间的夹角为锐角。
专利摘要本实用新型公开了一种锐角PDC切削件钻头，主要包括钻头体和PDC切削件。这种钻头的PDC切削件的出露部分的金刚石层平面与母线之间的夹角为锐角，它能够显著地减小PDC切削件的硬质合金磨损面的增大速率，从而使本实用新型能够在较小钻压的情况下，获得持续的较快的机械钻速。
文档编号E21B10/08GK2769488SQ200520080649
公开日2006年4月5日 申请日期2005年3月9日 优先权日2005年3月9日
发明者王福修 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院