專利名稱：孕鑲pdc鉆頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于石油、地質鉆井用鉆頭。
背景技術：
目前，已有的PDC鉆頭在適應地層中具有機械鉆速快、進尺高、鉆壓較小、可適用 的轉速高等優(yōu)點，在石油和地質鉆井中得到了廣泛應用，為鉆井界帶來了巨大的經(jīng)濟效益 和社會效益。但因PDC鉆頭的PDC復合片較脆易于崩碎，且金剛石只有前表面上的一層，對 于硬研磨性地層來講金剛石含量偏少，引起在這些地層中壽命偏小、進尺偏少。已有的孕鑲 金剛石鉆頭采用小顆粒金剛石作為切削元件，因鉆頭的孕鑲金剛石層中都混合有金剛石顆 粒，金剛石含量較高，且相對比較均勻，因此壽命較長、進尺較多。但其工作原理為磨削和犁 削，機械鉆速較低。

發(fā)明內容
本發(fā)明為解決在硬研磨性地層中已有PDC鉆頭的進尺偏少和孕鑲金剛石鉆頭機 械鉆速較低的問題，提供一種具有剪切破碎巖石功能，機械鉆速較高，具有孕鑲金剛石層， 既最大限度地保護PDC復合片，又增大了金剛石含量，為此壽命和進尺較高的鉆頭。本發(fā)明 的目的就是為提供孕鑲PDC鉆頭。為實現(xiàn)上述目的，孕鑲PDC鉆頭由PDC復合片、孕鑲金剛石層、胎體、鋼芯和接頭組 成，孕鑲金剛石層、胎體和鋼芯燒結為鉆頭體，在鉆頭體的孕鑲金剛石層和胎體上布置有流 道，PDC復合片釬焊在孕鑲金剛石層中或孕鑲金剛石層和胎體中，出露0 PDC復合片直徑 /3，處于孕表鑲狀態(tài)，且覆蓋鉆頭的冠部輪廓線，鉆頭體與接頭相連接。PDC復合片(1)為圓 柱形、橢圓柱形、楔柱形、四棱柱形和/或三棱柱形，孕鑲金剛石層(2)中孕鑲天然金剛石、 熱穩(wěn)定人造聚晶金剛石(TSP)、人造金剛石顆粒和/或立方氮化硼(CBN)。采用這種結構后，新型孕鑲PDC鉆頭釬焊有PDC復合片，具有剪切破碎巖石作用， 因此機械鉆速較高。且把PDC復合片孕鑲在孕鑲金剛層中或在孕鑲金剛石層和胎體中，孕 鑲金剛石層能夠最大限度地保護PDC復合片，盡可能保證PDC復合片在正常磨損條件下工 作，減少了崩碎現(xiàn)象，可以有效提高壽命和進尺。同時，孕鑲金剛石層中含有大量的金剛石 顆粒，具有犁削作用，增加了鉆頭的金剛石含量，又進一步提高了鉆頭的進尺和壽命。


圖1孕鑲PDC鉆頭結構示意圖1圖2孕鑲PDC鉆頭結構示意圖具體實施例方式下面結合圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。圖1所示的孕鑲PDC鉆頭由PDC復合片1、孕鑲金剛石層2、胎體3、鋼芯4和接頭
35組成，孕鑲金剛石層2、胎體3和鋼芯4燒結為鉆頭體6，在鉆頭體6的孕鑲金剛石層2和 胎體3上布置有流道7，PDC復合片1孕鑲在孕鑲金剛石層2中，出露0 PDC復合片直徑 /3，處于孕表鑲狀態(tài)，且覆蓋鉆頭的冠部輪廓線，鉆頭體6與接頭5相連接。圖2所示的孕鑲PDC鉆頭與圖1所示的孕鑲PDC鉆頭相似，不同的是PDC復合片 1孕鑲在孕鑲金剛石層2和胎體3中，出露0 PDC復合片直徑/3，處于孕表鑲狀態(tài)，且覆 蓋鉆頭的冠部輪廓線。PDC復合片1可為圓柱形、橢圓柱形、楔柱形、四棱柱形和/或三棱柱形，孕鑲金剛 石層2中可孕鑲天然金剛石、熱穩(wěn)定人造聚晶金剛石(TSP)、人造金剛石顆粒和/或立方氮 化硼(CBN)，流道7可以是爪形流道、噴嘴和外流道的組合。在現(xiàn)場使用時，孕鑲PDC鉆頭的PDC復合片1和孕鑲金剛石層2中的金剛石都破 碎巖石，因PDC復合片的剪切破碎作用，具有較高的機械鉆速。因PDC復合片1處于孕表鑲 狀態(tài)，不易出現(xiàn)崩碎現(xiàn)象，其高耐磨性能夠得到充分利用，為此具有較高的進尺和壽命。同 時，孕鑲金剛石層2中的金剛石分擔了部分巖石破碎量，減少了 PDC復合片的工作量，可以 進一步提高鉆頭的進尺和壽命。流道7將為鉆頭提供充足的鉆井液，使鉆頭得到良好的清 洗和冷卻。
權利要求
孕鑲PDC鉆頭由PDC復合片(1)、孕鑲金剛石層(2)、胎體(3)、鋼芯(4)和接頭(5)組成，其特征在于孕鑲金剛石層(2)、胎體(3)和鋼芯(4)燒結為鉆頭體(6)，在鉆頭體(6)的孕鑲金剛石層(2)和胎體(3)上布置有流道(7)，PDC復合片(1)釬焊在孕鑲金剛石層(2)或孕鑲金剛石層(2)和胎體(3)中，出露0～PDC復合片直徑/3，且覆蓋鉆頭的冠部輪廓線，鉆頭體(6)與接頭(5)相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的孕鑲PDC鉆頭，其特征在于PDC復合片(1)為圓柱形、橢圓 柱形、楔柱形、四棱柱形和/或三棱柱形，孕鑲金剛石層(2)中孕鑲天然金剛石、熱穩(wěn)定人造 聚晶金剛石(TSP)、人造金剛石顆粒和/或立方氮化硼(CBN)。
全文摘要
本發(fā)明孕鑲PDC鉆頭由PDC復合片、孕鑲金剛石層、胎體、鋼芯和接頭組成，孕鑲金剛石層、胎體和鋼芯通過燒結成為鉆頭體，在鉆頭體的孕鑲金剛石層和胎體上布置有流道，PDC復合片釬焊在孕鑲金剛石層中或孕鑲金剛石層和胎體中，出露0～PDC復合片直徑/3，處于孕表鑲狀態(tài)，且覆蓋鉆頭的冠部輪廓線，接頭與鉆頭體連接。該發(fā)明孕鑲PDC鉆頭既保持PDC鉆頭剪切破碎巖石的高機械鉆速優(yōu)點，又利用孕鑲結構最大限度地保護了PDC復合片，同時孕鑲金剛石層具有犁削功能，增加了鉆頭的金剛石含量，有效提高了鉆頭壽命和進尺。
文檔編號E21B10/46GK101886524SQ20091013673
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權日2009年5月14日
發(fā)明者侯慶勇, 關舒?zhèn)? 張崇硯, 彭燁, 李百勝, 樊勝華 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院