组合齿聚晶金刚石复合片钻头的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出组合齿聚晶金刚石复合片钻头。钻头本体的半圆球状的钻头冠部上延伸出均匀分布的主刀翼和副刀翼，每个刀翼由大、小聚晶金刚石复合片和尖形聚晶金刚石复合片组成保径刃、扩孔刃和切削刃。由于设置了尖形齿和圆形金刚石片的前后组合布置，尖形齿在起破碎岩石的作用，圆形金刚石片在岩石破碎的上进行切削，使得切削平稳，刀齿工作条件大为改善，在尖形齿磨损的情况下，圆形金刚石片同样可以进行切削任务，提高钻头的使用寿命，保证钻进速度和质量，扩孔刃的设计还可以提高钻进的对心度，保证各个聚晶金刚石复合片的磨损程度一致，综上所述，该钻头具有提高钻头使用寿命，对心性能好，软硬地层适应性好的特点，有利推广使用。
【专利说明】组合齿聚晶金刚石复合片钻头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油田钻探工具领域，具体涉及组合齿聚晶金刚石复合片钻头。
【背景技术】
[0002]聚晶金刚石复合片钻头由钢制胎体、碳化钨烧结层和排布在碳化钨烧结层上的金刚石复合片组成，金刚石复合片在钻头冠部的布齿及齿的密度直径影响钻头的性能，一般规律是低密度多刀翼布齿，低密度布齿主要用于油田比较坚硬的地层中，适合这样地层的金刚石钻头一般为五刀翼以上35-40个刀齿，由于刀翼多，阻力大，在松软地层中钻进速度慢，在低密度布齿在遇到地下3400米以下的坚硬地层时钻进仍然存在布齿密度不够钻进速度慢，单只钻头使用寿命低的问题。
【发明内容】
[0003]为了克服【背景技术】中的不足，本实用新型提出组合齿聚晶金刚石复合片钻头解决上述问题。
[0004]本实用新型的技术方案是:组合齿聚晶金刚石复合片钻头包括钻头本体，钻头本体的半圆球状的钻头冠部上延伸出均匀分布的两个主刀翼和两个副刀翼，每个主刀翼由三个大、五个小聚晶金刚石复合片和五个尖形聚晶金刚石复合片组成，其中由三个小聚晶金刚石复合片组成保径刃，由三个小聚晶金刚石复合片组成扩孔刃，其中一个小聚晶金刚石复合片为保径刃和扩孔刃共用，由三个大聚晶金刚石复合片和五个尖形聚晶金刚石复合片组成切削刃，副刀翼由三个大聚晶金刚石复合片组成；保径刃的聚晶金刚石复合片外圆轮廓为圆柱型，其外圆尺寸为钻头公称直径，扩孔刃的聚晶金刚石复合片组成的轮廓为圆锥形，其锥度母线与保径刃的角度a呈8?10°角，切削刃的聚晶金刚石复合片组成的外轮廓与钻头中心线的角度b呈43?46°角；在每个扩孔刃与切削刃交叉部位的内侧设有一个可更换的喷嘴，每个切削刃部位的内侧设有一个可更换的喷嘴，副刀翼前端设一个可更换的喷嘴。
[0005]上述的由三个大聚晶金刚石复合片和五个尖形聚晶金刚石复合片组成切削刃，五个尖形聚晶金刚石复合片设在前排，三个大聚晶金刚石复合片设在后排且处在尖形聚晶金刚石复合片间隔位置。所述的尖形聚晶金刚石复合片，下半部为圆柱形，上半部为尖角，尖角的顶部打磨成圆角。所述的尖形聚晶金刚石复合片，其圆角顶部在钻头冠部伸出的高度与大聚晶金刚石复合片伸出的高度相等。
[0006]本实用新型具有如下有益效果:两主刀翼大密度布齿的结构和两副刀翼低密度布齿使得刀翼在钻进的过程中钻进速度快且排泥顺畅，其中，切削刃在地层中起到主要的切削任务，在地层硬度不高的时候，切削钻进主要是大聚晶金刚石复合片起作用，由于扩孔刃的锥度很小，扩孔刃的小聚晶金刚石复合片起辅助作用，钻进速度快且稳定，在地层硬度很高时，钻进速度下降，所有的聚晶金刚石复合片均起到各自的切削、扩孔和保径的作用，提高聚晶金刚石复合片的使用率，同时由于设置了尖形齿和圆形金刚石片的前后组合布置，尖形齿在切削时主要起到破碎岩石的作用，跟进的圆形金刚石片在岩石破碎的基础上进行切削，使得切削平稳，刀齿工作条件大为改善，同时，在尖形齿磨损的情况下，圆形金刚石片同样可以进行切削任务，相当于两倍提高钻头的使用寿命，保证钻进速度和质量，扩孔刃的设计还可以提高钻进的对心度，也保证了各个聚晶金刚石复合片的磨损程度一致，延长钻头使用寿命，综上所述，该钻头具有提高钻头使用寿命，对心性能好，软硬地层适应性好的特点，有利推广使用。
[0007]【专利附图】
【附图说明】:
[0008]附图1是本实用新型的结构示意图；
[0009]附图2是附图1的主刀翼局部立面图；
[0010]附图3是尖形聚晶金刚石复合片的正视图。
[0011]图中1-钻头本体，2-喷嘴，3-主刀翼，4-小聚晶金刚石复合片，5-保径刃，6-角度
a,7-扩孔刃，8-大聚晶金刚石复合片，9-尖形聚晶金刚石复合片，10-切削刃，11-角度b，12-圆角，13-副刀翼。
[0012]【具体实施方式】:
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0014]由图1结合图2、图3所不，组合齿聚晶金刚石复合片钻头，包括钻头本体I，钻头本体I的半圆球状的钻头冠部上延伸出均匀分布的两个主刀翼3和两个副刀翼13，每个主刀翼3由三个大、五个小聚晶金刚石复合片8、4和五个尖形聚晶金刚石复合片9组成，其中由三个小聚晶金刚石复合片4组成保径刃5，由三个小聚晶金刚石复合片4组成扩孔刃7，其中一个小聚晶金刚石复合片4为保径刃5和扩孔刃7共用，由三个大聚晶金刚石复合片8和五个尖形聚晶金刚石复合片9组成切削刃10，副刀翼13由三个大聚晶金刚石复合片8组成；
[0015]保径刃5的聚晶金刚石复合片外圆轮廓为圆柱型，其外圆尺寸为钻头公称直径，扩孔刃7的聚晶金刚石复合片组成的轮廓为圆锥形，其锥度母线与保径刃5的角度a6呈8?10°角，小角度的扩孔刃有利于对岩层进行有序切割扩孔，切削刃10的聚晶金刚石复合片组成的外轮廓与钻头中心线的角度bll呈43?46°角；
[0016]在每个扩孔刃7与切削刃10交叉部位的内侧设有一个可更换的喷嘴2，每个切削刃10部位的内侧设有一个可更换的喷嘴2，副刀翼13前端设一个可更换的喷嘴2。
[0017]所述的由三个大聚晶金刚石复合片8和五个尖形聚晶金刚石复合片9组成切削刃10，五个尖形聚晶金刚石复合片9设在前排，三个大聚晶金刚石复合片8设在后排且处在尖形聚晶金刚石复合片9间隔位置，在前排尖形金刚石片将岩层破碎后，后排圆形金刚石片对岩层进行切割。
[0018]所述的尖形聚晶金刚石复合片9，下半部为圆柱形，上半部为尖角，尖角的顶部打磨成圆角12,有利于延长金刚石片的使用寿命。
[0019]所述的尖形聚晶金刚石复合片9，其圆角顶部在钻头冠部伸出的高度与大聚晶金刚石复合片8伸出的高度相等，使得尖形金刚石片和圆形金刚石片均匀受力和磨损。
[0020]两主刀翼大密度布齿的结构和两副刀翼低密度布齿使得刀翼在钻进的过程中钻进速度快且排泥顺畅，其中，切削刃在地层中起到主要的切削任务，在地层硬度不高的时候，切削钻进主要是大聚晶金刚石复合片起作用，由于扩孔刃的锥度很小，扩孔刃的小聚晶金刚石复合片起辅助作用，钻进速度快且稳定，在地层硬度很高时，钻进速度下降，所有的聚晶金刚石复合片均起到各自的切削、扩孔和保径的作用，提高聚晶金刚石复合片的使用率，同时由于设置了尖形齿和圆形金刚石片的前后组合布置，尖形齿在切削时主要起到破碎岩石的作用，跟进的圆形金刚石片在岩石破碎的基础上进行切削，使得切削平稳，刀齿工作条件大为改善，同时，在尖形齿磨损的情况下，圆形金刚石片同样可以进行切削任务，相当于两倍提高钻头的使用寿命，保证钻进速度和质量，扩孔刃的设计还可以提高钻进的对心度，也保证了各个聚晶金刚石复合片的磨损程度一致，延长钻头使用寿命，综上所述，该钻头具有提高钻头使用寿命，对心性能好，软硬地层适应性好的特点，有利推广使用。
【权利要求】
1.一种组合齿聚晶金刚石复合片钻头，包括钻头本体(1)，其特征在于:钻头本体(I)的半圆球状的钻头冠部上延伸出均匀分布的两个主刀翼⑶和两个副刀翼(13)，每个主刀翼(3)由三个大、五个小聚晶金刚石复合片(8、4)和五个尖形聚晶金刚石复合片(9)组成，其中由三个小聚晶金刚石复合片(4)组成保径刃(5)，由三个小聚晶金刚石复合片(4)组成扩孔刃(7)，其中一个小聚晶金刚石复合片(4)为保径刃(5)和扩孔刃(7)共用，由三个大聚晶金刚石复合片(8)和五个尖形聚晶金刚石复合片(9)组成切削刃(10)，副刀翼(13)由三个大聚晶金刚石复合片(8)组成； 保径刃(5)的聚晶金刚石复合片外圆轮廓为圆柱型，其外圆尺寸为钻头公称直径，扩孔刃(7)的聚晶金刚石复合片组成的轮廓为圆锥形，其锥度母线与保径刃(5)的角度a(6)呈8?10°角，切削刃(10)的聚晶金刚石复合片组成的外轮廓与钻头中心线的角度b(ll)呈43?46°角； 在每个扩孔刃(7)与切削刃(10)交叉部位的内侧设有一个可更换的喷嘴(2)，每个切削刃(10)部位的内侧设有一个可更换的喷嘴(2)，副刀翼(13)前端设一个可更换的喷嘴⑵。
2.根据权利要求1所述的组合齿聚晶金刚石复合片钻头，其特征在于:所述的由三个大聚晶金刚石复合片(8)和五个尖形聚晶金刚石复合片(9)组成切削刃(10)，五个尖形聚晶金刚石复合片(9)设在前排，三个大聚晶金刚石复合片(8)设在后排且处在尖形聚晶金刚石复合片(9)间隔位置。
3.根据权利要求2所述的组合齿聚晶金刚石复合片钻头，其特征在于:所述的尖形聚晶金刚石复合片(9)，下半部为圆柱形，上半部为尖角，尖角的顶部打磨成圆角(12)。
4.根据权利要求3所述的组合齿聚晶金刚石复合片钻头，其特征在于:所述的尖形聚晶金刚石复合片(9)，其圆角顶部在钻头冠部伸出的高度与大聚晶金刚石复合片(8)伸出的闻度相等。
【文档编号】E21B10/54GK203961797SQ201420425345
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】王郑玉, 王喜贵 申请人:大庆天瑞机械制造有限公司