鋼體螺旋五刀翼pdc鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及鋼體PDC鉆頭【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭；其包括鉆頭本體、螺旋刀翼和切削齒；在鉆頭本體上圓周設(shè)置有五個下部向左旋轉(zhuǎn)的螺旋刀翼，螺旋刀翼的剖面外輪廓呈中等拋物線狀；相鄰螺旋刀翼之間形成流道；在螺旋刀翼上沿其右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有切削齒。本實用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便；通過優(yōu)化鉆頭刀翼的外輪廓剖面，刀翼數(shù)量，切削齒的分布及噴嘴水孔和流道，增加一種新型高效的PDC鉆頭；本實用新型作為定向PDC鉆頭，應(yīng)用于某個指定的勘探區(qū)塊時，能夠提高了鉆頭機(jī)械鉆速和進(jìn)尺，改善了鉆頭井底工作環(huán)境，提高了鉆頭使用壽命和鉆井效率，降低了鉆井成本。
【專利說明】鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋼體PDC鉆頭【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆頭是聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭的簡稱，是石油鉆井行業(yè)常用的一種鉆井工具；通常在選用PDC鉆頭時，要根據(jù)勘探區(qū)塊的地層巖性、溫度、井眼曲率等多項參數(shù)選擇適用于該勘探區(qū)塊鉆進(jìn)的定向PDC鉆頭，由于勘探區(qū)塊的地層變化的多樣性，需要大量不同規(guī)格的PDC鉆頭來適用于各種復(fù)雜的地層；而現(xiàn)有的PDC鉆頭的種類少，無法滿足該使用需求；如果在鉆井過程中選用非定向的PDC鉆頭，可能存在機(jī)械鉆速較低、穿夾層能力弱，不容易控制井斜和水利結(jié)構(gòu)不合理等問題，造成鉆頭泥包、切削齒熱龜裂、鉆頭碳化鎢層及切削齒基座被沖蝕等現(xiàn)象發(fā)生；嚴(yán)重影響鉆井工作效率，加大鉆井成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型提供了一種鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決PDC鉆頭的種類少，無法滿足各種地層鉆進(jìn)需求；同時在鉆井過程選用非定向的PDC鉆頭，會嚴(yán)重影響鉆井工作效率，加大鉆井成本的問題。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的:一種鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭，包括鉆頭本體、螺旋刀翼和切削齒；在鉆頭本體上圓周設(shè)置有五個下部向左旋轉(zhuǎn)的螺旋刀翼，螺旋刀翼的剖面外輪廓呈中等拋物線狀；相鄰螺旋刀翼之間形成流道；在螺旋刀翼上沿其右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有切削齒，五個螺旋刀翼根據(jù)切削齒的數(shù)量和長短分為鑲嵌有五顆切削齒的第一長刀翼、鑲嵌有二顆切削齒的第一短刀翼、鑲嵌有四顆切削齒的第二短刀翼、鑲嵌有四顆切削齒的第二長刀翼和鑲嵌有三顆切削齒的第三短刀翼；第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼按順時針圓周分布在鉆頭本體上；在鉆頭本體的內(nèi)部有鉆頭內(nèi)孔，在鉆頭本體上分布有與鉆頭內(nèi)孔相通的至少三個噴嘴水孔；在第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼的下部外側(cè)分別設(shè)有保徑面。
[0005]下面是對上述實用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0006]上述第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼可沿鉆頭本體的分布角度依次為0°、76。、150。、232。、301。。
[0007]上述鉆頭本體上可分布有7個噴嘴水孔；7個噴嘴水孔分為第一噴嘴水孔、第二噴嘴水孔、第三噴嘴水孔、第四噴嘴水孔、第五噴嘴水孔、第六噴嘴水孔和第七噴嘴水孔；在第一長刀翼與第一短刀翼之間的鉆頭本體上有第一噴嘴水孔，第一噴嘴水孔的延長線介于第一短刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第一短刀翼與第二短刀翼之間的鉆頭本體上有第二噴嘴水孔，第二噴嘴水孔的延長線介于第二短刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第二短刀翼與第二長刀翼之間的鉆頭本體上由上至下間隔設(shè)有第三噴嘴水孔和第四噴嘴水孔，第三噴嘴水孔的延長線介于第二長刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第四噴嘴水孔的延長線介于第二長刀翼內(nèi)端的第三切削齒與第四切削齒之間；第二長刀翼與第三短刀翼之間的鉆頭本體上有第五噴嘴水孔，第五噴嘴水孔的延長線介于第三短刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第三短刀翼與第一長刀翼之間的鉆頭本體上由上至下間隔設(shè)有第六噴嘴水孔和第七噴嘴水孔；第六噴嘴水孔的延長線介于第一長刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第七噴嘴水孔的延長線介于第一長刀翼內(nèi)端的第三切削齒與第四切削齒之間。
[0008]上述第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼的保徑面外端面上可垂直設(shè)有5個耐磨齒；或/和，在第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼的下錐部和保徑面上沿右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有4個保徑切削齒，保徑切削齒的仰角為25°。
[0009]上述保徑切削齒可采用直徑為8毫米的復(fù)合片或10毫米的復(fù)合片或13毫米的復(fù)
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[0010]上述分別鑲嵌在第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼上的切削齒仰角角度可從鉆頭本體中心由內(nèi)向外依次從15°遞增至20°。
[0011]上述鉆頭本體下端可固定安裝有連接接頭，在連接接頭的下部有外螺紋。
[0012]上述切削齒可采用13毫米復(fù)合片或16毫米復(fù)合片或19毫米復(fù)合片。
[0013]本實用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便；通過優(yōu)化鉆頭刀翼的外輪廓剖面，刀翼數(shù)量，切削齒的分布及噴嘴水孔和流道，增加一種新型高效的PDC鉆頭；本實用新型作為定向PDC鉆頭，應(yīng)用于某個指定的勘探區(qū)塊時，能夠提高了鉆頭機(jī)械鉆速和進(jìn)尺，改善了鉆頭井底工作環(huán)境，提高了鉆頭使用壽命和鉆井效率，降低了鉆井成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1為本實用新型最佳實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖2為本實用新型最佳實施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖中的編碼分別為:1為鉆頭本體，2為切削齒,3為第一長刀翼,4為第一短刀翼，5為第二短刀翼，6為第二長刀翼，7為第三短刀翼，8為保徑面，9為第一噴嘴水孔，10為第二噴嘴水孔，11為第三噴嘴水孔，12為第四噴嘴水孔，13為第五噴嘴水孔，14為第六噴嘴水孔，15為第七噴嘴水孔,16為耐磨齒，17為保徑切削齒，18為連接接頭。
【具體實施方式】
[0017]本實用新型不受下述實施例的限制，可根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0018]在本實用新型中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進(jìn)行描述的，如:上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖1的布圖方向來確定的。
[0019]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述:
[0020]如附圖1、2所示，該鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭包括鉆頭本體1、螺旋刀翼和切削齒2 ;在鉆頭本體I上圓周設(shè)置有五個下部向左旋轉(zhuǎn)的螺旋刀翼，螺旋刀翼的剖面外輪廓呈中等拋物線狀；相鄰螺旋刀翼之間形成流道；在螺旋刀翼上沿其右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有切削齒2，五個螺旋刀翼根據(jù)切削齒2的數(shù)量和長短分為鑲嵌有五顆切削齒2的第一長刀翼3、鑲嵌有二顆切削齒2的第一短刀翼4、鑲嵌有四顆切削齒2的第二短刀翼5、鑲嵌有四顆切削齒2的第二長刀翼6和鑲嵌有三顆切削齒2的第三短刀翼7 ;第一長刀翼3、第一短刀翼
4、第二短刀翼5、第二長刀翼6和第三短刀翼7按順時針圓周分布在鉆頭本體I上；在鉆頭本體I的內(nèi)部有鉆頭內(nèi)孔，在鉆頭本體I上分布有與鉆頭內(nèi)孔相通的至少三個噴嘴水孔；在第一長刀翼3、第一短刀翼4、第二短刀翼5、第二長刀翼6和第三短刀翼7的下部外側(cè)分別設(shè)有保徑面8。切削齒2采用金剛石復(fù)合片，其具有高硬度、高耐磨性的特點，適用于制造切削刀具、鉆井鉆頭及其他耐磨工具；在本實用新型中將螺旋刀翼設(shè)計成不同長度的長短刀翼，當(dāng)轉(zhuǎn)矩從鉆頭本體I中心向外以螺旋方式延展時，通過力不平衡打破了徑向渦動和聲，增加切削速度，提高切削效率；在流道中的噴嘴水孔保證了切削齒2得到及時冷卻，同時鉆頭本體I和螺旋刀翼得到很好的沖洗；巖屑能夠被及時沖出，避免了重復(fù)切削；根據(jù)上述對本實用新型的結(jié)構(gòu)及效果說明，在現(xiàn)有的PDC鉆頭基礎(chǔ)上，增加了一種高效的PDC鉆頭；本實用新型可作為一種定向PDC鉆頭，應(yīng)用于某個指定的勘探區(qū)塊；針對該指定勘探區(qū)塊，使用本實用新型進(jìn)行鉆井時不僅能夠滿足基本鉆井要求，還可提高了鉆頭機(jī)械鉆速和進(jìn)尺，改善了鉆頭井底工作環(huán)境，提高了鉆頭使用壽命和鉆井效率，降低了鉆井成本。
[0021]可根據(jù)實際需要，對上述鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0022]如附圖1、2所示，第一長刀翼3、第一短刀翼4、第二短刀翼5、第二長刀翼6和第三短刀翼7沿鉆頭本體I的分布角度依次為0°、76°、150°、232°、301°。這樣使螺旋刀翼和切削齒2的分布更合理，使其具有良好的切削效果，切削效率高。
[0023]如附圖1、2所示，鉆頭本體I上分布有7個噴嘴水孔；7個噴嘴水孔分為第一噴嘴水孔9、第二噴嘴水孔10、第三噴嘴水孔11、第四噴嘴水孔12、第五噴嘴水孔13、第六噴嘴水孔14和第七噴嘴水孔15 ;在第一長刀翼3與第一短刀翼4之間的鉆頭本體I上有第一噴嘴水孔9，第一噴嘴水孔9的延長線介于第一短刀翼4內(nèi)端的第一切削齒2與第二切削齒2之間；第一短刀翼4與第二短刀翼5之間的鉆頭本體I上有第二噴嘴水孔10，第二噴嘴水孔10的延長線介于第二短刀翼5內(nèi)端的第一切削齒2與第二切削齒2之間；第二短刀翼5與第二長刀翼6之間的鉆頭本體I上由上至下間隔設(shè)有第三噴嘴水孔11和第四噴嘴水孔12，第三噴嘴水孔11的延長線介于第二長刀翼6內(nèi)端的第一切削齒2與第二切削齒2之間；第四噴嘴水孔12的延長線介于第二長刀翼6內(nèi)端的第三切削齒2與第四切削齒2之間；第二長刀翼6與第三短刀翼7之間的鉆頭本體I上有第五噴嘴水孔13，第五噴嘴水孔13的延長線介于第三短刀翼7內(nèi)端的第一切削齒2與第二切削齒2之間；第三短刀翼7與第一長刀翼3之間的鉆頭本體I上由上至下間隔設(shè)有第六噴嘴水孔14和第七噴嘴水孔15 ;第六噴嘴水孔14的延長線介于第一長刀翼3內(nèi)端的第一切削齒2與第二切削齒2之間；第七噴嘴水孔15的延長線介于第一長刀翼3內(nèi)端的第三切削齒2與第四切削齒2之間。沖洗水柱沿噴嘴水孔的延長線沖洗鉆頭頭部切削齒22，有效防止鉆頭泥包，沖洗效果好。
[0024]如附圖1、2所示，在第一長刀翼3、第一短刀翼4、第二短刀翼5、第二長刀翼6和第三短刀翼7的保徑面8外端面上垂直設(shè)有5個耐磨齒16 ;或/和,在第一長刀翼3、第一短刀翼4、第二短刀翼5、第二長刀翼6和第三短刀翼7的下錐部和保徑面8上沿右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有4個保徑切削齒17，保徑切削齒17的仰角為25°。耐磨齒16和保徑切削齒17能夠增強(qiáng)保徑強(qiáng)度，減小保徑面8磨損，保證鉆井井眼的尺寸。[0025]根據(jù)需要，保徑切削齒17釆用直徑為8毫米復(fù)合片或10毫米復(fù)合片或13毫米復(fù)
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[0026]如附圖1、2所示，分別鑲嵌在第一長刀翼3、第一短刀翼4、第二短刀翼5、第二長刀翼6和第三短刀翼7上的切削齒2仰角角度從鉆頭本體I中心由內(nèi)向外依次從15°遞增至20°。這樣可提高鉆探效果，同時保護(hù)切削齒2，節(jié)約成本。
[0027]如附圖1所示，在鉆頭本體I下端固定安裝有連接接頭18，在連接接頭18的下部有外螺紋。
[0028]根據(jù)需要，切削齒2采用13毫米復(fù)合片或16毫米復(fù)合片或19毫米復(fù)合片。
[0029]以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭，其特征在于包括鉆頭本體、螺旋刀翼和切削齒；在鉆頭本體上圓周設(shè)置有五個下部向左旋轉(zhuǎn)的螺旋刀翼，螺旋刀翼的剖面外輪廓呈中等拋物線狀；相鄰螺旋刀翼之間形成流道；在螺旋刀翼上沿其右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有切削齒，五個螺旋刀翼根據(jù)切削齒的數(shù)量和長短分為鑲嵌有五顆切削齒的第一長刀翼、鑲嵌有二顆切削齒的第一短刀翼、鑲嵌有四顆切削齒的第二短刀翼、鑲嵌有四顆切削齒的第二長刀翼和鑲嵌有三顆切削齒的第三短刀翼；第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼按順時針圓周分布在鉆頭本體上；在鉆頭本體的內(nèi)部有鉆頭內(nèi)孔，在鉆頭本體上分布有與鉆頭內(nèi)孔相通的至少三個噴嘴水孔；在第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼的下部外側(cè)分別設(shè)有保徑面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼體螺旋五刀翼roc鉆頭，其特征在于第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼沿鉆頭本體的分布角度依次為O。、76°、150°、232° 、301° 。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭，其特征在于鉆頭本體上分布有7個噴嘴水孔；7個噴嘴水孔分為第一噴嘴水孔、第二噴嘴水孔、第三噴嘴水孔、第四噴嘴水孔、第五噴嘴水孔、第六噴嘴水孔和第七噴嘴水孔；在第一長刀翼與第一短刀翼之間的鉆頭本體上有第一噴嘴水孔，第一噴嘴水孔的延長線介于第一短刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第一短刀翼與第二短刀翼之間的鉆頭本體上有第二噴嘴水孔，第二噴嘴水孔的延長線介于第二短刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第二短刀翼與第二長刀翼之間的鉆頭本體上由上至下間隔設(shè)有第三噴嘴水孔和第四噴嘴水孔，第三噴嘴水孔的延長線介于第二長刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第四噴嘴水孔的延長線介于第二長刀翼內(nèi)端的第三切削齒與第四切削齒之間；第二長刀翼與第三短刀翼之間的鉆頭本體上有第五噴嘴水孔，第五噴嘴水孔的延長線介于第三短刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第三短刀翼 與第一長刀翼之間的鉆頭本體上由上至下間隔設(shè)有第六噴嘴水孔和第七噴嘴水孔；第六噴嘴水孔的延長線介于第一長刀翼內(nèi)端的第一切削齒與第二切削齒之間；第七噴嘴水孔的延長線介于第一長刀翼內(nèi)端的第三切削齒與第四切削齒之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭，其特征在于第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼的保徑面外端面上垂直設(shè)有5個耐磨齒；或/和，在第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼的下錐部和保徑面上沿右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有4個保徑切削齒，保徑切削齒的仰角為25。。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼體螺旋五刀翼roc鉆頭，其特征在于第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼的保徑面外端面上垂直設(shè)有5個耐磨齒；或/和，在第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼的下錐部和保徑面上沿右側(cè)外曲線間隔設(shè)置有4個保徑切削齒，保徑切削齒的仰角為25。。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭，其特征在于保徑切削齒采用直徑為8毫米的復(fù)合片或10毫米的復(fù)合片或13毫米的復(fù)合片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭，其特征在于分別鑲嵌在第一長刀翼、第一短刀翼、第二短刀翼、第二長刀翼和第三短刀翼上的切削齒仰角角度從鉆頭本體中心由內(nèi)向外依次從15°遞增至20°。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭，其特征在于鉆頭本體下端固定安裝有連接接頭，在連接接頭的下部有外螺紋。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭，其特征在于鉆頭本體下端固定安裝有連接接頭，在連接接頭的下部有外螺紋。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的 鋼體螺旋五刀翼PDC鉆頭，其特征在于切削齒采用13毫米復(fù)合片或16毫米復(fù)合片或19毫米復(fù)合片。
【文檔編號】E21B10/61GK203701986SQ201320881013
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】曾衛(wèi)林, 張 杰 申請人:克拉瑪依市新鋒銳金剛石鉆頭制造有限公司