专利名称：一种pdc钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻头，特别是关于一种适用于配合高扭矩动力工具使用的PDC钻头。
背景技术：
随着石油勘探及开发对周期越来越严格的要求，与之相配套的各种工具在性能上有了很大的提高。特别是各种井下旋转动力工具，在输出扭矩上提高很大，在很大程度上缩短了石油勘探及开发的周期，例如与12-1/4英寸PDC钻头相匹配的9-5/8英寸马达，其目前的工作扭矩输出最大能够达到20000N.M0大扭矩的动力工具在提升了 PDC钻头破岩效率的同时，也对PDC钻头的结构强度及安全工作能力也提出了更高的要求。因此有必要在现有的PDC钻头基本结构的基础上，进一步进行改进，提升PDC钻头的结构强度及安全工作能力。PDC钻头传递螺杆扭矩的顺序是从连接头到基体，再从基体到刀翼，最后从刀翼到PDC复合片，PDC钻头的刀翼及PDC复合片是整个PDC钻头的结构强度弱点所在。对于现有的12-1/4英寸PDC钻头，其直径大，圆周旋转速度高，为了让PDC钻头能够安全配合高扭矩动力工具进行工作，必须从PDC钻头的切削单元-PDC复合片及PDC钻头的刀翼强度上考虑，进一步提升钻头的整体结构强度。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种适用于配合高扭矩动力工具使用，能够有效提高结构强度的PDC钻头。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种PDC钻头，其特征在于:它包括一圆柱形的钻头基体·，所述钻头基体的一端设置一连接部，另一端设置一钻入部，所述钻入部周向间隔设置有若干伸出所述钻入部表面且逐渐向所述钻入部顶部中心弯曲延伸的长刀翼和短刀翼，所述长刀翼与所述短刀翼交错分布，每一所述长刀翼和每一所述短刀翼的截面均采用梯形，每一所述长刀翼和每一所述短刀翼的弯曲部的顶部间隔设置有两排PDC复合片。所述梯形的短边Wl设置为水平，Wl ^ 38mm,且所述梯形的长边W2大于所述短边10 20mm。每一所述I3DC复合片圆柱段的长度彡16mm。所述PDC钻头的重心距离所述钻头基体中轴线彡3mm。所述钻头基体的外径为12.25英寸。本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型的PDC钻头的长刀翼和短刀翼的截面均采用梯形，与现有PDC钻头刀翼的矩形截面相比，在刀翼的高度即梯形高度和上底边固定不变的前提下，通过增加刀翼根部即下底边的宽度，有效增加了单个刀翼的结构强度，且本实用新型刀翼的梯形截面的上底边设置为水平，因此可以给PDC复合片以最大的支撑结构强度。2、由于PDC钻头工作载荷直接通过PDC复合片传递到PDC钻头刀翼上，现有PDC钻头的PDC复合片都是采取钎焊方式固定到刀翼顶部，在采用钎焊方式固定的条件下，本实用新型的每一PDC复合片的圆柱段长度> 16mm，与现有的PDC复合片相比增加了 PDC复合片圆柱段的长度，即增加了钎焊的面积，因此能够增加PDC复合片的钎焊强度，使PDC复合片能够传递更大的扭矩载荷。3、本实用新型的PDC钻头整体重心与钻头基体中心轴的距离< 3mm，因此降低了 PDC钻头在工作时的载荷波动，进一步提高了PDC钻头的安全工作能力。本实用新型可以广泛应用在石油勘探及开发过程中。
图1是现有的12-1/4英寸PDC钻头结构示意图；图2是本实用新型刀翼的截面示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。如图1、图2所示，本实用新型的PDC钻头与现有的12-1/4英寸PDC钻头结构基本相同，它包括圆柱形的钻头基体1，钻头基体I的一端设置有连接部2，连接部2的直径小于钻头基体I的直径，使用时，连接部2与一外设的旋转电机连接，通过旋转电机带动钻头基体I旋转，钻头基体I的另一端设置有钻入部3，钻入部3的周向间隔设置有若干伸出钻入部3表面且逐渐向钻入部3顶部中心弯曲延伸的长刀翼4和短刀翼5，且长刀翼4与短刀翼5交错分布，每一长刀翼4和每一短刀翼5的弯曲部的顶部间隔设置有两排PDC复合片6 ；本实用新型的特点在于:每一长刀翼 4和每一短刀翼5的截面均采用梯形。上述实施例中，如图2所示，梯形的短边(上底边)Wl设置为水平，Wl ^ 38mm，梯形的长边(下底边)W2大于短边10 20mm。上述各实施例中，如图2所不,每一个F1DC复合片6圆柱段的长度L彡16mm,通过增加PDC复合片圆柱段的长度，使PDC复合片6能够传递更大的扭矩载荷。上述各实施例中，整个PDC钻头的重心距离钻头基体I中轴线彡3mm。上述各实施例中，钻头基体I的外径可以为12.25英寸。综上所述，本实用新型的PDC钻头配合高扭矩动力工具工作时，动力工具产生的工作扭矩由连接部2传递到钻头基体1，再由钻头基体I传递到长刀翼4和短刀翼5，最后由长刀翼4和短刀翼5传递到H)C复合片6。由于本实用新型的12.25英寸PDC钻头采用了提高刀翼强度的梯形截面及加长PDC复合片圆柱段的长度，因此PDC钻头的整体结构强度得到了提高。上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
权利要求1.一种PDC钻头，其特征在于:它包括一圆柱形的钻头基体，所述钻头基体的一端设置一连接部，另一端设置一钻入部，所述钻入部周向间隔设置有若干伸出所述钻入部表面且逐渐向所述钻入部顶部中心弯曲延伸的长刀翼和短刀翼，所述长刀翼与所述短刀翼交错分布，每一所述长刀翼和每一所述短刀翼的截面均采用梯形，每一所述长刀翼和每一所述短刀翼的弯曲部的顶部间隔设置有两排PDC复合片。
2.如权利要求1所述的一种PDC钻头，其特征在于:所述梯形的短边Wl设置为水平，Wl彡38mm,且所述梯形的长边W2大于所述短边10 20mm。
3.如权利要求1所述的一种PDC钻头，其特征在于:每一所述PDC复合片圆柱段的长度 > 16mm。
4.如权利要求2所述的一种PDC钻头，其特征在于:每一所述PDC复合片圆柱段的长度 > 16mm。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种PDC钻头，其特征在于:所述PDC钻头的重心距离所述钻头基体中轴线< 3mm。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种PDC钻头，其特征在于:所述钻头基体的外径为12.25英寸。
7.如权利要求5所述的一种PDC钻头，其特征在于:所述钻头基体的外径为12.25英寸。·
专利摘要本实用新型涉及一种PDC钻头，其特征在于它包括一圆柱形的钻头基体，所述钻头基体的一端设置一连接部，另一端设置一钻入部，所述钻入部周向间隔设置有若干伸出所述钻入部表面且逐渐向所述钻入部顶部中心弯曲延伸的长刀翼和短刀翼，所述长刀翼与所述短刀翼交错分布，每一所述长刀翼和每一所述短刀翼的截面均采用梯形，每一所述长刀翼和每一所述短刀翼的弯曲部的顶部间隔设置有两排PDC复合片。本实用新型可以广泛应用在石油勘探及开发过程中。
文档编号E21B10/43GK203097724SQ20132003776
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者何保生, 李汉兴, 李峰飞, 吴光武, 闭磊, 彭小军, 饶岩岩 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油研究总院