一種用于測定pdc鉆鑿特性的模擬鉆頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明專利涉及一種用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，是一種在人造聚晶金剛石（PDC）鉆鑿特性測定試驗裝置上使用的模擬鉆頭。所述模擬鉆頭由鉆頭體、PDC復合片、壓片組成，其結(jié)構(gòu)為：鉆頭體上加工有中心孔和水眼，水眼分布在鉆頭體一側(cè)，且水眼中心線與鉆頭體中心軸線成20°角，鉆頭底部加工內(nèi)外兩個相同的預制槽，預制槽內(nèi)通過壓片固定PDC復合片。其優(yōu)點是可以測量PDC作為切削齒在受力與旋轉(zhuǎn)并伴有無規(guī)律振動、沖擊的狀態(tài)下PDC的鉆鑿特性；而且切削方式為單片單軌跡切削，有利于提高試驗效果的可比性與試驗質(zhì)量。
【專利說明】—種用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及實驗鉆頭領(lǐng)域，具體是一種在roc (人造聚晶金剛石)鉆鑿特性測定試驗裝置上使用的模擬鉆頭，通過對巖石進行模擬鉆進來測定PDC的鉆鑿特性。
【背景技術(shù)】
[0002]模擬鉆頭是測定PDC鉆鑿特性的必備部件之一，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性對于評價PDC的鉆鑿特性具有重要意義。PDC鉆鑿特性是指PDC作為切削齒在受力與旋轉(zhuǎn)并伴有無規(guī)律振動、沖擊狀態(tài)下鉆鑿地層巖石所具有的工程特性。測定的PDC鉆鑿特性可為PDC鉆頭生產(chǎn)廠根據(jù)不同地層特性選擇合適的PDC制造鉆頭提供依據(jù)與檢測方法，同時也為roc生廣制造商改進和提聞其廣品質(zhì)量提供技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的需要，在模擬鉆頭的設(shè)計中，為保證實現(xiàn)既能鉆進成孔，又能在小進尺鉆進后PDC鉆進效果出現(xiàn)顯著變化的工作目標，提出了一種用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭。應用該模擬鉆頭對巖石進行模擬鉆進實驗，從而測定roc的鉆鑿特性。
[0004]本發(fā)明的用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體、PDC復合片。所述鉆頭體沿軸線上分布有中心孔，并在中心孔外預制有至少一個與中心孔貫通的傾斜水眼；鉆頭底部預制有兩個平行布置在鉆頭中心孔兩側(cè)的內(nèi)、外預制槽，兩個PDC復合片分別由壓片固定在內(nèi)、外預制槽內(nèi)形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。
[0005]上述方案進一步包括:所述內(nèi)預制槽緊靠鉆頭體的中心孔，內(nèi)、外預制槽相距為一個PDC復合片直徑的距離。
[0006]所述水眼中心線與鉆頭體中心軸線成15-25°角。
[0007]所述壓片上有一螺孔，鉆頭體上有與之相對應的螺孔，用螺釘將PDC復合片固定在鉆頭體上。
[0008]本發(fā)明的模擬鉆頭采用雙片、雙軌嵌壓式的設(shè)計結(jié)構(gòu)，在運行的時候，每個PDC片各有自己的軌跡，有利于提高試驗效果的可比性與試驗質(zhì)量，保證切削面完整。
[0009]利用本發(fā)明的模擬鉆頭應用在人造聚晶金剛石(PDC)鉆鑿特性測定試驗裝置上，用PDC模擬鉆頭對巖石進行模擬鉆進試驗測定PDC的鉆鑿特性。其優(yōu)點是可以測量PDC作為切削齒在受力與旋轉(zhuǎn)并伴有無規(guī)律振動、沖擊的狀態(tài)下roc的鉆鑿特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為模擬鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的左視圖。
[0011]圖中:1內(nèi)側(cè)PDC復合片，2外側(cè)PDC復合片，3水眼，4鉆頭體，5中心孔，6螺釘，7外側(cè)預制槽，8內(nèi)側(cè)預制槽，9壓片?！揪唧w實施方式】
[0012]參照附圖1和2對本發(fā)明作進一步闡述。
[0013]實施例1
一種用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體4、PDC復合片1，鉆頭體4沿軸線上分布有中心孔5，并在中心孔5外預制有至少一個與中心孔5貫通的傾斜水眼3 ;鉆頭底部預制有兩個平行布置在鉆頭中心孔5兩側(cè)的內(nèi)、外預制槽8、7，兩個PDC復合片I分別由壓片9固定在內(nèi)、外預制槽8、7內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。
[0014]實施例2
一種用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體4、PDC復合片1，鉆頭體4沿軸線上分布有中心孔5，并在中心孔5外預制有至少一個與中心孔5貫通的傾斜水眼3 ;鉆頭底部預制有兩個平行布置在鉆頭中心孔5兩側(cè)的內(nèi)、外預制槽8、7，兩個PDC復合片I分別由壓片9固定在內(nèi)、外預制槽8、7內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。內(nèi)預制槽8緊靠鉆頭體的中心孔5，內(nèi)、外預制槽8、7相距為一個PDC復合片I直徑的距離。
[0015]實施例3
一種用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體4、PDC復合片1，鉆頭體4沿軸線上分布有中心孔5，并在中心孔5外預制有至少一個與中心孔5貫通的傾斜水眼3 ;鉆頭底部預制有兩個平行布置在鉆頭中心孔5兩側(cè)的內(nèi)、外預制槽8、7，兩個PDC復合片I分別由壓片9固定在內(nèi)、外預制槽8、7內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。3水眼中心線與鉆頭體4中心軸線成15-25°角。
[0016]實施例4
一種用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體4、PDC復合片1，鉆頭體4沿軸線上分布有中心孔5，并在中心孔5外預制有至少一個與中心孔5貫通的傾斜水眼3 ;鉆頭底部預制有兩個平行布置在鉆頭中心孔5兩側(cè)的內(nèi)、外預制槽8、7，兩個PDC復合片I分別由壓片9固定在內(nèi)、外預制槽8、7內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。3水眼中心線與鉆頭體4中心軸線成15-25°角。內(nèi)預制槽8緊靠鉆頭體的中心孔5，內(nèi)、外預制槽8、7相距為一個PDC復合片I直徑的距離。
[0017]實施例5
一種用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體4、PDC復合片1，鉆頭體4沿軸線上分布有中心孔5，并在中心孔5外預制有至少一個與中心孔5貫通的傾斜水眼3 ;鉆頭底部預制有兩個平行布置在鉆頭中心孔5兩側(cè)的內(nèi)、外預制槽8、7，兩個PDC復合片I分別由壓片9固定在內(nèi)、外預制槽8、7內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。3水眼中心線與鉆頭體4中心軸線成15-25°角。壓片9上有一螺孔，鉆頭體4上有與之相對應的螺孔，用螺釘將I3DC復合片I固定在鉆頭體4上。
[0018]實施例6
一種用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，由鉆頭體4、PDC復合片I和2、螺釘6、壓片9組成，鉆頭體4上分布有中心孔5和水眼3，鉆頭底部設(shè)計有外預制槽7和內(nèi)預制槽8 ;內(nèi)、外預制槽平行分布在模擬鉆頭中心孔5的兩側(cè)，內(nèi)預制槽8緊靠鉆頭體4的中心孔，外預制槽7與內(nèi)預制槽8相距為一個PDC復合片直徑；將兩個相同的PDC復合片分別嵌入內(nèi)、外預制槽內(nèi)，用壓片9和螺釘6固定在鉆頭體4上；水眼3分布在鉆頭體4 一側(cè)，且水眼3中心線與鉆頭體4中心軸線成20°角。
[0019]實施例7
一種用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，由鉆頭體4、PDC復合片I和2、螺釘6、壓片9組成，鉆頭體4上分布有中心孔5和水眼3，鉆頭底部設(shè)計有外預制槽7和內(nèi)預制槽8 ;內(nèi)、外預制槽平行分布在模擬鉆頭中心孔5的兩側(cè)，內(nèi)預制槽8緊靠鉆頭體4的中心孔，外預制槽7與內(nèi)預制槽8相距為一個PDC復合片直徑；將兩個相同的PDC復合片分別嵌入內(nèi)、外預制槽內(nèi)，用壓片9和螺釘6固定在鉆頭體4上；水眼3分布在鉆頭體4 一側(cè)，且水眼3中心線與鉆頭體4中心軸線成15°角。
[0020]實施例8
一種用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，由鉆頭體4、PDC復合片I和2、螺釘6、壓片9組成，鉆頭體4上分布有中心孔5和水眼3，鉆頭底部設(shè)計有外預制槽7和內(nèi)預制槽8 ;內(nèi)、外預制槽平行分布在模擬鉆頭中心孔5的兩側(cè)，內(nèi)預制槽8緊靠鉆頭體4的中心孔，外預制槽7與內(nèi)預制槽8相距為一個PDC復合片直徑；將兩個相同的PDC復合片分別嵌入內(nèi)、外預制槽內(nèi)，用壓片9和螺釘6固定在鉆頭體4上；水眼3分布在鉆頭體4 一側(cè)，且水眼3中心線與鉆頭體4中心軸線成25°角。
[0021]本發(fā)明應用在《PDC鉆鑿特性測定試驗裝置》(專利號:200920007005.1)的實驗裝置上，打開冷卻水管線，使冷卻水通過水眼和中心孔流出鉆頭，起到冷卻鉆頭和攜帶巖屑的作用；然后，啟動roc鉆鑿特性測定試驗裝置，進行鉆鑿特性測定試驗。實驗結(jié)束后，卸掉模擬鉆頭，松開螺釘和壓片，從外側(cè)預制槽和內(nèi)側(cè)預制槽中分別取出PDC復合片進行測量分析，計算PDC復合片的鉆鑿特性。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測定roc鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體、PDC復合片，其特征在于:所述鉆頭體沿軸線上分布有中心孔，并在中心孔外預制有至少一個與中心孔貫通的傾斜水眼；鉆頭底部預制有兩個平行布置在鉆頭中心孔兩側(cè)的內(nèi)、外預制槽，兩個PDC復合片分別由壓片固定在內(nèi)、外預制槽內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，其特征在于:所述內(nèi)預制槽緊靠鉆頭體的中心孔，內(nèi)、外預制槽相距為一個PDC復合片直徑的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，其特征在于:所述水眼中心線與鉆頭體中心軸線成15-25°角。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，其特征在于:所述水眼中心線與鉆頭體中心軸線成15-25°角。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用于測定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，其特征在于:所述壓片上有一螺孔，鉆頭體上有與之相對應的螺孔，用螺釘將PDC復合片固定在鉆頭體上。
【文檔編號】G01N3/58GK103776712SQ201210400154
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月20日
【發(fā)明者】趙秀菊, 馬鳳清, 燕靜, 郭淑玲, 程鵬, 楊寧寧, 吳明波, 張忠乾 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院