專利名稱：雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鉆探工藝領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合片鉆頭。
背景技術(shù)：
浸砂巖型鈾礦致密泥巖中含有較多石英、鈣質(zhì)成分，其粒度很細(xì)，結(jié)構(gòu)緊密，表現(xiàn) 為一般切削具很難切入，即使切入，其切入深度也很小，切入后由于細(xì)顆粒的研磨，很快將 切削刃口磨鈍，表現(xiàn)為打滑不進(jìn)尺。再加之致密泥巖具有高彈性，切削具壓入泥巖后產(chǎn)生的 變形被泥巖的彈性變形所抵消，切削具向前移動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的變形很快恢復(fù)正常，現(xiàn)場(chǎng)把這 種泥巖地層形象地稱為“橡皮層”。致密泥巖的鉆進(jìn)效率低一直是地質(zhì)、煤炭、石油系統(tǒng)的鉆 進(jìn)難題，針對(duì)這一技術(shù)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)了聚晶金剛石復(fù)合片(PDC)鉆頭的鉆探 工藝，但仍存在復(fù)合片掉片、斷裂、切削刃口很快磨鈍等問(wèn)題，仍未能從根本上提高鉆進(jìn)效 率，近年來(lái)開(kāi)始研究用齒形PDC (將圓片狀PDC切割成鋸齒狀PDC)復(fù)合片鉆頭鉆進(jìn)致密泥 巖地層。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種鉆進(jìn)速度高、能夠避免巖心堵塞，有效防止鉆孔 縮徑和巖心膨脹的、耐磨、壽命長(zhǎng)、鉆進(jìn)平穩(wěn)的雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭，鉆頭體為筒狀，所述鉆頭體上設(shè)有圓臺(tái)，鉆頭體 頂端設(shè)有階梯齒形，呈雙環(huán)狀排列，階梯齒形上設(shè)有齒形復(fù)合片。在上述雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭中齒形復(fù)合片的出刃為全出刃，鑲焊角取
5° 15°。在上述雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭中鉆頭體頂端設(shè)有8組階梯齒形，16片齒形 復(fù)合片。本實(shí)用新型的有益效果在于鉆頭體為筒狀，其水口寬大，加速孔底巖粉上升速 度，保證孔底清潔，減少孔內(nèi)阻力，在刻取巖石時(shí)孔底呈階梯狀，有利于導(dǎo)向和破碎巖石，從 而提高鉆進(jìn)速度。底水口、外水槽、內(nèi)水槽水路空間 大，排粉通暢，避免巖心堵塞，泥包鉆頭 和燒鉆，有效防止鉆孔縮徑和巖心膨脹。雙環(huán)階梯齒形復(fù)合片鉆頭(平均小時(shí)效率3. 31m/ h)比普通圓片狀復(fù)合片鉆頭(平均小時(shí)效率2.65m/h)在致密泥巖地層的鉆進(jìn)效率提高 25%，加快了鉆探進(jìn)度，降低了鉆探成本。具有耐磨、壽命長(zhǎng)、鉆進(jìn)平穩(wěn)的性能。

圖1為雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖中1鉆頭體；2齒形復(fù)合片；3螺紋；4圓臺(tái)；5階梯齒形。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭的鉆頭體1為筒狀，下端的外壁上加工 有螺紋3，螺紋3上方加工成圓臺(tái)4，在鉆頭體1的上端的圓周上加工有階梯齒形5，呈雙環(huán) 狀排列，階梯齒形5上安裝有齒形復(fù)合片2，齒形復(fù)合片2的出刃為全出刃，鑲焊角取15°。整個(gè)雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭上共有八組階梯齒形5，共有十六片齒形復(fù)合片 2，每2個(gè)為一組安裝在階梯齒形5，呈雙環(huán)狀排列。從復(fù)合片性能和鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù)方面設(shè)計(jì) 泥巖復(fù)合片鉆頭，齒形復(fù)合片2應(yīng)具有高耐磨性、高抗沖擊韌性、高熱穩(wěn)定性；選用齒形復(fù) 合片2組數(shù)較多，設(shè)計(jì)的齒形復(fù)合片的鉆頭為Φ IlOmm雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭。在試驗(yàn)前要保持鉆孔干凈，以防止鉆頭下入孔內(nèi)時(shí)損壞復(fù)合片。鉆頭要排隊(duì)使用， 外徑先大后小；內(nèi)徑先小后大。鉆頭下到孔底后應(yīng)先輕壓、慢轉(zhuǎn)、大泵量鉆進(jìn)0. 10 0.20m 后，方可轉(zhuǎn)為正常鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過(guò)程中若進(jìn)尺加快應(yīng)及時(shí)加大泵量，若進(jìn)尺變慢亦應(yīng)及時(shí)調(diào)小 泵量，這樣可隨時(shí)掌握和控制PDC鉆頭在鉆進(jìn)中的最大時(shí)效。本實(shí)用新型主要用于致密泥巖地層鉆探，使用方法參照硬質(zhì)合金鉆進(jìn)技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭，鉆頭體(1)為筒狀，其特征在于鉆頭體(1)上設(shè) 有圓臺(tái)(4)，鉆頭體(1)頂端設(shè)有階梯齒形(5)，呈雙環(huán)狀排列，階梯齒形(5)上設(shè)有齒形復(fù) 合片⑵。
2.如權(quán)利要求1所述的雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭，其特征在于齒形復(fù)合片(2)的 出刃為全出刃，鑲焊角取5° 15°。
3.如權(quán)利要求1所述的雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭，其特征在于鉆頭體(1)頂端設(shè) 有8組階梯齒形(5)，16片齒形復(fù)合片(2)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及鉆探工藝領(lǐng)域，具體公開(kāi)了雙環(huán)式階梯齒形復(fù)合片鉆頭，鉆頭體為筒狀，其水口寬大，加速孔底巖粉上升速度，保證孔底清潔，減少孔內(nèi)阻力，在刻取巖石時(shí)孔底呈階梯狀，有利于導(dǎo)向和破碎巖石，從而提高鉆進(jìn)速度。底水口、外水槽、內(nèi)水槽水路空間大，排粉通暢，避免巖心堵塞，泥包鉆頭和燒鉆，有效防止鉆孔縮徑和巖心膨脹。雙環(huán)階梯齒形復(fù)合片鉆頭(平均小時(shí)效率3.31m/h)比普通圓片狀復(fù)合片鉆頭(平均小時(shí)效率2.65m/h)在致密泥巖地層的鉆進(jìn)效率提高25％，加快了鉆探進(jìn)度，降低了鉆探成本。具有耐磨、壽命長(zhǎng)、鉆進(jìn)平穩(wěn)的性能。
文檔編號(hào)E21B10/43GK201857898SQ20102025137
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者張富蘭, 楊愛(ài)軍, 要二倉(cāng) 申請(qǐng)人:核工業(yè)二〇八大隊(duì)