專利名稱：復(fù)合切削結(jié)構(gòu)金剛石鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金剛石鉆頭結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于石油及天然氣勘探領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，金剛石鉆頭廣泛用于石油及天然氣勘探鉆井作業(yè) 中，而金剛石鉆頭從切削元件分類，可分成三類
1、 PDC (人造聚晶金剛石復(fù)合片)鉆頭；
2、 TSP (人造熱穩(wěn)定聚晶金剛石)鉆頭；
3、 天然金剛石鉆頭。
三類鉆頭具有不同的特點(diǎn)，適用于不同的工作條件，可以完成不同的工作 目標(biāo)，具體來(lái)說(shuō)
PDC鉆頭主要用于極軟至中硬地層鉆進(jìn)，破巖方式為剪切作用，具有機(jī)械 鉆速高的特點(diǎn)；
TSP主要用于中硬至硬地層鉆進(jìn)，破巖方式為磨削作用，機(jī)械鉆速低； 而天然金剛石鉆頭主要用于硬至極硬地層鉆進(jìn)，破巖方式為磨削作用，機(jī) 械鉆速低。
隨著石油及天然氣勘探的發(fā)展，深井作業(yè)逐步增多，中硬至硬地層鉆進(jìn)所 需鉆頭要求增多，目前用PDC鉆頭不適應(yīng)地層，鉆頭前期失效，進(jìn)尺少，采用 TSP鉆頭，則存在機(jī)械鉆速慢，鉆進(jìn)效率低的問(wèn)題。
申請(qǐng)?zhí)枮?8222580.6的中國(guó)實(shí)用新型專利，是一種復(fù)合切削結(jié)構(gòu)鉆頭，其 主要由鉆頭體、PDC復(fù)合片、刀翼、TSP齒和噴嘴組成，其特征是在刀翼前端 焊接一排PDC復(fù)合片，在刀翼后端燒結(jié)固定一排TSP齒。該實(shí)用新型是在PDC 鉆頭基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新，具體來(lái)說(shuō)，其是以PDC復(fù)合片為主切削結(jié)構(gòu)，而以TSP 齒為輔助切削結(jié)構(gòu)，TSP齒主要是用來(lái)承擔(dān)鉆壓與限制每轉(zhuǎn)的切削量，因此它 們組成的復(fù)合切削結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上仍然是一個(gè)PDC鉆頭。
所以，上述復(fù)合切削結(jié)構(gòu)鉆頭并不適用于需要以TSP齒進(jìn)行主切削的場(chǎng)合。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型主要針對(duì)TSP鉆頭在中硬至硬地層鉆進(jìn)所存在的機(jī)械鉆速慢， 鉆進(jìn)效率低的問(wèn)題，提出了一種復(fù)合切削結(jié)構(gòu)金剛石鉆頭，將PDC鉆頭常用的 刀翼切削結(jié)構(gòu)以及PDC輔助切削齒引入到TSP鉆頭中，使其能適應(yīng)中硬至硬地 層鉆進(jìn)，又能有效提高切削效率，滿足提高機(jī)械鉆速的要求。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是
一種復(fù)合切削結(jié)構(gòu)金剛石鉆頭，包括一個(gè)TSP鉆頭主體，所述的TSP鉆頭 主體上設(shè)有至少三個(gè)刀翼，每相鄰的兩個(gè)刀翼之間形成一個(gè)排屑槽，其特征在于
在每個(gè)刀翼的前部固定有一排PDC輔助切削齒，在每個(gè)刀翼的后部按照TSP 鉆頭的布齒方式布置有TSP切削齒。
在較佳的技術(shù)方案中，所述的TSP鉆頭主體上設(shè)有六個(gè)刀翼。
在較佳的技術(shù)方案中，所述的PDC輔助切削齒采用焊接方式固定在刀翼的 前部。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，釆用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)在于
1、 改變了傳統(tǒng)的TSP鉆頭切削結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，將PDC鉆頭常用的刀翼切 削結(jié)構(gòu)引入到本實(shí)用新型中，能有效提高切削效率。
2、 將PDC輔助切削齒加入到本實(shí)用新型的切削結(jié)構(gòu)中，利用PDC齒的剪 切作用破巖，以提高TSP鉆頭的機(jī)械鉆速。
3、 本實(shí)用新型在使用時(shí)，鉆頭在中硬至硬地層鉆進(jìn)，是以TSP切削齒為主 切削結(jié)構(gòu)，以PDC輔助切削齒為輔助切削結(jié)構(gòu)，由于地層并非均質(zhì)的，而是軟 硬交錯(cuò)的，由于PDC輔助切削齒的加入，在地層較軟時(shí)鉆頭以剪切方式破巖， 在地層較硬時(shí)鉆頭以磨削方式破巖，如此工作，能有效提高切削效率，提高TSP 鉆頭的機(jī)械鉆速。


圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的軸向示意圖。
附圖標(biāo)記i兌明l-TSP鉆頭主體；3-刀翼；4-TSP切削齒；5-PDC輔助切削
齒；6-排屑槽。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)以及功能可以被更清楚的了解與認(rèn)同，
以下結(jié)合附圖以 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例予以i兌明。
如圖1所示，是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述的復(fù)合切削結(jié)構(gòu)金剛石鉆 頭包括一個(gè)TSP鉆頭主體1，所述的TSP鉆頭主體1上設(shè)有6個(gè)刀翼3，每相 鄰的兩個(gè)刀翼3之間形成一個(gè)排屑槽6，而本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于在每個(gè)刀翼 3的前部固定有一排PDC輔助切削齒5,能夠利用所述的PDC輔助切削齒5的 剪切作用，提高鉆頭的破巖效率；在每個(gè)刀翼3的后部按照TSP鉆頭的布齒方 式布置有TSP切削齒4，使鉆頭能滿足中硬至硬地層鉆進(jìn)的要求，也不會(huì)出現(xiàn) PDC鉆頭前期失效的現(xiàn)象。
在上述實(shí)施例中，所述的PDC輔助切削齒5優(yōu)選采用焊接方式固定在刀翼 3的前部。
在上述實(shí)施例中，是優(yōu)選采用了6個(gè)刀翼，而實(shí)際上，刀翼的數(shù)目可以是3 個(gè)或者3個(gè)以上。
本實(shí)用新型在使用時(shí)，鉆頭在中硬至硬地層鉆進(jìn)，是以TSP切削齒為主切 削結(jié)構(gòu)，以PDC輔助切削齒為輔助切削結(jié)構(gòu)，由于地層并非均質(zhì)的，而是軟硬 交錯(cuò)的，由于PDC輔助切削齒的加入，在地層較軟時(shí)鉆頭以剪切方式破巖，在 地層較硬時(shí)鉆頭以磨削方式破巖，如此工作，能有效提高切削效率，提高TSP 鉆頭的機(jī)械鉆速。
因此，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于
1、 改變了傳統(tǒng)的TSP鉆頭切削結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，將PDC鉆頭常用的刀翼式 切削結(jié)構(gòu)引入到本實(shí)用新型中，能有效提高切削效率。
2、 將PDC輔助切削齒加入到本實(shí)用新型的切削結(jié)構(gòu)中，利用PDC齒的剪 切作用破巖，以提高TSP鉆頭的機(jī)械鉆速。
以上說(shuō)明對(duì)本實(shí)用新型而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修 改、變化或等效，但都將落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求可限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種復(fù)合切削結(jié)構(gòu)金剛石鉆頭，包括一個(gè)TSP鉆頭主體，所述的TSP鉆頭主體上設(shè)有至少三個(gè)刀翼，每相鄰的兩個(gè)刀翼之間形成一個(gè)排屑槽，其特征在于在每個(gè)刀翼的前部固定有一排PDC輔助切削齒，在每個(gè)刀翼的后部按照TSP鉆頭的布齒方式布置有TSP切削齒。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合切削結(jié)構(gòu)金剛石鉆頭，其特征在于所述的 TSP鉆頭主體上設(shè)有六個(gè)刀翼。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合切削結(jié)構(gòu)金剛石鉆頭，其特征在于所述的 PDC輔助切削齒采用焊接方式固定在刀翼的前部。
專利摘要本實(shí)用新型是一種復(fù)合切削結(jié)構(gòu)金剛石鉆頭，包括一個(gè)TSP鉆頭主體，所述的TSP鉆頭主體上設(shè)有至少三個(gè)刀翼，每相鄰的兩個(gè)刀翼之間形成一個(gè)排屑槽，其中在每個(gè)刀翼的前部固定有一排PDC輔助切削齒，在每個(gè)刀翼的后部按照TSP鉆頭的布齒方式布置有TSP切削齒。本實(shí)用新型針對(duì)TSP鉆頭在中硬至硬地層鉆進(jìn)所存在的機(jī)械鉆速慢，鉆進(jìn)效率低的問(wèn)題，提出了一種復(fù)合切削結(jié)構(gòu)金剛石鉆頭，將PDC鉆頭常用的刀翼切削結(jié)構(gòu)以及PDC輔助切削齒引入到TSP鉆頭中，使其能適應(yīng)中硬至硬地層鉆進(jìn)，又能有效提高切削效率，滿足提高機(jī)械鉆速的要求。
文檔編號(hào)E21B10/46GK201133216SQ20072030502
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者劉紅蓮, 唐明慶, 王艷梅 申請(qǐng)人:武漢億斯達(dá)工具有限公司