專利名稱：孕鑲pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油、地質(zhì)鉆井用鉆頭。
背景技術(shù)：
目前，已有的PDC鉆頭在適應(yīng)地層中具有機械鉆速快、進尺高、鉆壓 較小、可適用的轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點，在石油和地質(zhì)鉆井中得到了廣泛應(yīng)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(fù)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。

實用新型內(nèi)容
本實用新型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(fù)合片，又增大 了金剛石含量，為此壽命和進尺較高的鉆頭。本實用新型的目的就是為提 供孕鑲PDC鉆頭。
為實現(xiàn)上述目的，孕鑲PDC鉆頭由PDC復(fù)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(jié)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(fù)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(fù)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(fù)合片為圓柱形、 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(jié)構(gòu)后，新型孕鑲PDC鉆頭釬焊有PDC復(fù)合片，具有剪切破
碎巖石作用，因此機械鉆速較高。且把PDC復(fù)合片釬焊在孕鑲金剛層中或 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(fù)合片， 盡可能保證PDC復(fù)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(jié)構(gòu)示意圖1 圖2孕鑲PDC鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
下面結(jié)合圖對本實用新型做進一步的詳細說明。
圖1所示的孕鑲PDC鉆頭由PDC復(fù)合片1、孕鑲金剛石層2、胎體3、 鋼芯4和接頭5組成，孕鑲金剛石層2、胎體3和鋼芯4燒結(jié)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(fù)合片1釬 焊在孕鑲金剛石層2中，出露0 PDC復(fù)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(fù)合片1釬焊在孕鑲金剛石層2和胎體3中，出露0 PDC復(fù)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(fù)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(fù)合片1和孕鑲金剛石層2中的 金剛石都破碎巖石，因PDC復(fù)合片的剪切破碎作用，具有較高的機械鉆速。 因PDC復(fù)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(dān)了部分巖石破碎量，減少了 PDC復(fù)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(quán)利要求1.孕鑲PDC鉆頭由PDC復(fù)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(jié)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(fù)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(fù)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(quán)利要求1所述的孕鑲PDC鉆頭，其特征在于PDC復(fù)合片 (l)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 。
專利摘要本實用新型孕鑲PDC鉆頭由PDC復(fù)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(jié)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(fù)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(fù)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。該實用新型孕鑲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(jié)構(gòu)最大限度地保護了PDC復(fù)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E21B10/56GK201396072SQ200920154188
公開日2010年2月3日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者侯慶勇, 關(guān)舒?zhèn)? 張崇硯, 燁 彭, 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