一种带有螺旋形刀翼的PDC扩孔钻头的制作方法

本技术涉及矿用钻探设备，具体涉及一种带有螺旋形刀翼的pdc扩孔钻头。

背景技术：

1、随着煤矿定向勘探技术的快速发展，开采的深度不断增加，钻探的岩层更加复杂，常规“定向先导孔+分级扩孔”的成孔工艺采用的是先定向打孔，通过扩孔技术在定向孔的基础上增加钻孔直径。常规pdc扩孔钻头在硬岩钻探钻进具有明显优势，但是，在软岩或中硬岩层中，仅靠水孔冲洗和水眼射流进行上返排渣，需要很大的水压，排屑残留会导致pdc复合片重复破碎，钻进效率低，同时会形成钻头泥包。常规pdc扩孔钻头钻机给进压力较大，钻孔长度较长，常规pdc扩孔钻头的扩孔部分和导向部分的泥浆上返流道，采用的是直线型沟槽，或者是将导向部分直径减小，留出环空间隙作为泥浆上返留道。

2、采用常规pdc扩孔钻头存在以及下几个问题：先导孔塌陷岩屑较多时，常规pdc扩孔钻头由于钻进阻力大不能有效导入孔内；泥浆上返需要克服较大水头压力，采用小直径导向会使扶正性能和导向性能变差；常规pdc扩孔钻头会造成重复破碎影响钻头寿命和钻进效率。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种带有螺旋形刀翼的pdc扩孔钻头，能在切削岩石时，起到良好的扶正效果，提升导向的精确性，并减小钻进阻力和水头压力。采用多排主切削齿对岩石进行切削，能够提升钻头的钻进效率。

2、本实用新型提供了一种带有螺旋形刀翼的pdc扩孔钻头，包括：

3、钻头本体，包括导向体、过渡体、扩孔体和连接丝扣，所述导向体与所述过渡体连接，过渡体与所述扩孔体的一端连接，扩孔体的另一端与所述连接丝扣连接，扩孔体的直径大于导向体的直径；

4、多个螺旋形刀翼，均布于所述钻头本体的导向体、过渡体和扩孔体外壁，每个螺旋形刀翼上位于导向体段和位于扩孔体段外壁的一侧边缘设有多个主切削齿，每个螺旋形刀翼上位于过渡体段外壁的一侧边缘设有多个辅切削齿；

5、排渣槽，设于相邻两个螺旋形刀翼之间。

6、较佳地，所述导向体、过渡体、扩孔体和连接丝扣内设有中心水孔，所述过渡体外壁设有多个水眼，每个水眼均与所述中心水孔连通，每个水眼的轴线与中心水孔的轴线的夹角为锐角。

7、较佳地，所述导向体远离连接丝扣一端设有圆台形先导头，所述圆台形先导头的大端面与所述导向体连接。

8、较佳地，所述圆台形先导头的小端面设有多个硬质合金切削条，多个硬质合金切削条沿圆台形先导头小端面的周向均布。

9、较佳地，所述多个螺旋形刀翼的外壁均突出于所述连接丝扣，多个螺旋形刀翼靠近连接丝扣一端均设有过渡斜面。

10、较佳地，每个螺旋形刀翼的过渡斜面上与主切削齿同向一侧边缘设有反切削齿。

11、较佳地，所述螺旋形刀翼上的多个辅切削齿错位密布，所述主切削齿采用φ16/13pdc复合片，辅切削齿和反切削齿均采用φ16/05pdc复合片。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种带有螺旋形刀翼的pdc扩孔钻头，能在切削岩石时，起到良好的扶正效果，提升导向的精确性，并减小钻进阻力和水头压力。采用多排主切削齿对岩石进行切削，能够提升钻头的钻进效率。

13、通过设置中心水孔和水眼，利用高压水流的冲击作用使岩渣泥浆顺利的上返，保证排渣效果，从而避免岩渣被二次破碎，从而进一步提高了钻进效率。通过设置圆台形先导头，利用圆台形先导头的倒锥形外壁进行导向，能够进一步保证最终钻孔的直线度。通过设置多个硬质合金切削条，利用多个硬质合金切削条对岩层在进给方向进行切削，能够进一步提升钻头的钻进效率，从而提升钻孔的效率。通过在多个螺旋形刀翼上设置过渡斜面，在退钻时，利用过渡斜面的导向作用下，能够防止钻孔内残余的岩渣对退钻进行阻碍。通过设置反切削齿，在退钻时，利用反切削齿对钻孔内壁进行进一步切削，能有效避免缩孔和塌陷导致的卡钻退钻难的问题。主切削齿、辅切削齿和反切削齿均采用pdc复合片，既具有高硬度、高耐磨性与导热性，又具有抗冲击韧性，从而提升整个钻头的使用寿命。

技术特征：

1.一种带有螺旋形刀翼的pdc扩孔钻头，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种带有螺旋形刀翼的pdc扩孔钻头，其特征在于，每个水眼(202)均与所述中心水孔(201)连通，每个水眼(202)的轴线与中心水孔(201)的轴线的夹角为锐角。

3.如权利要求1所述的一种带有螺旋形刀翼的pdc扩孔钻头，其特征在于，所述导向体(101)远离连接丝扣(104)一端设有圆台形先导头(3)，所述圆台形先导头(3)的大端面与所述导向体(101)连接。

4.如权利要求3所述的一种带有螺旋形刀翼的pdc扩孔钻头，其特征在于，所述圆台形先导头(3)的小端面设有多个硬质合金切削条(6)，多个硬质合金切削条(6)沿圆台形先导头(3)小端面的周向均布。

5.如权利要求1所述的一种带有螺旋形刀翼的pdc扩孔钻头，其特征在于，所述多个螺旋形刀翼(105)的外壁均突出于所述连接丝扣(104)，多个螺旋形刀翼(105)靠近连接丝扣(104)一端均设有过渡斜面(4)。

6.如权利要求5所述的一种带有螺旋形刀翼的pdc扩孔钻头，其特征在于，每个螺旋形刀翼(105)的过渡斜面(4)上与主切削齿(106)同向一侧边缘设有反切削齿(5)。

7.如权利要求5所述的一种带有螺旋形刀翼的pdc扩孔钻头，其特征在于，所述螺旋形刀翼(105)上的多个辅切削齿(107)错位密布，所述主切削齿(106)采用φ16/13pdc复合片，辅切削齿(107)和反切削齿(5)均采用φ16/05pdc复合片。

技术总结
本技术公开了一种带有螺旋形刀翼的PDC扩孔钻头，属于矿用钻探设备技术领域。该带有螺旋形刀翼的PDC扩孔钻头包括：钻头本体，包括导向体、过渡体、扩孔体和连接丝扣，导向体与过渡体连接，过渡体与扩孔体的一端连接，扩孔体的直径大于导向体的直径；多个螺旋形刀翼，均布于钻头本体的导向体、过渡体和扩孔体外壁，每个螺旋形刀翼上位于导向体段和位于扩孔体段外壁的一侧边缘设有多个主切削齿，每个螺旋形刀翼上位于过渡体段外壁的一侧边缘设有多个辅切削齿；排渣槽。本技术的一种带有螺旋形刀翼的PDC扩孔钻头，能在切削岩石时，起到良好的扶正效果，提升导向的精确性，并减小钻进阻力和水头压力。

技术研发人员：彭腊梅,丰德友,李二行,杨升,王斌奇
受保护的技术使用者：陕西太合智能钻探有限公司
技术研发日：20230131
技术公布日：2024/1/15