專利名稱：五刀翼鋼體pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種石油鉆井使用的PDC鉆頭，尤其是涉及一種五刀翼鋼體PDC 鉆頭。
背景技術(shù)：
在開發(fā)石油和天然氣的鉆井作業(yè)中，普遍采用PDC金剛石鉆頭，金剛石鉆頭按材質(zhì)分為胎體式和鋼體式兩種，在軟地層或者硬地層鉆進(jìn)過程中，目前多數(shù)采用胎體式PDC 鉆頭，其是通過燒結(jié)等工藝生產(chǎn)出來的，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本較高，且鉆頭抗扭矩能力差。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有胎體式PDC鉆頭，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本較高，且抗扭矩能力差的不足，本實用新型提供一種五刀翼鋼體PDC鉆頭。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是五刀翼鋼體PDC鉆頭的鉆頭冠前端部設(shè)置有刀翼，刀翼之間安裝有水眼；刀翼包括主刀翼和副刀翼，刀翼的半徑不相等， 主刀翼的半徑大于副刀翼的半徑，刀翼上固定安裝有復(fù)合片，刀翼前端的大復(fù)合片為大切削齒；刀翼后端部為規(guī)徑，大切削齒與規(guī)徑之間的過渡段為保徑，規(guī)徑和保徑上固定安裝的小復(fù)合片為小切削齒。刀翼的數(shù)量為5個，主刀翼I、副刀翼I、主刀翼II、副刀翼II、副刀翼III順時針排列在鉆頭冠的前端；以主刀翼I為基準(zhǔn)，副刀翼I、主刀翼II、副刀翼II、副刀翼III與主刀翼I的夾角依次為87°、164°、234° ,298°。每個刀翼前端面、刀翼后端面為斜面，刀翼前端面、刀翼后端面斜面的角度為10° 15°。主刀翼I、副刀翼I、主刀翼 II、副刀翼II、副刀翼III上復(fù)合片的數(shù)量分別為9個、5個、8個、6個、4個。本實用新型的有益效果是，布齒靈活，結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強，減少井下復(fù)雜情況的處理時間，鉆井風(fēng)險小，可有效降低鉆井作業(yè)費用。

圖1是本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭主視圖。圖2是本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭俯視圖。圖中1.大切削齒，2.刀翼前端面，3.小切削齒，4.主刀翼I，5.規(guī)徑，6.刀翼后端面，7.保徑，8.副刀翼I，9.主刀翼II，10.副刀翼II，11.副刀翼III，12.鉆頭冠。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉的是，本發(fā)明不限于所列出的具體實施方式
，只要符合本發(fā)明的精神，都應(yīng)該包括于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭，鉆頭冠12前端部設(shè)置有刀翼，刀翼之間安裝有水眼。刀翼包括主刀翼和副刀翼，刀翼的半徑不相等，主刀翼的半徑大于副刀翼的半徑，刀翼上固定安裝有復(fù)合片，刀翼前端的大復(fù)合片為大切削齒1，刀翼后端部為規(guī)徑5，大切削齒1與規(guī)徑5之間的過渡段為保徑7，規(guī)徑5和保徑7上固定安裝的小復(fù)合片為小切削齒 3，刀翼的數(shù)量為5個，主刀翼14、副刀翼18、主刀翼119、副刀翼1110、副刀翼IIIll順時針排列在鉆頭冠12的前端部。以主刀翼14為基準(zhǔn)，副刀翼18、主刀翼119、副刀翼1110、副刀翼IIIll與主刀翼14的夾角依次為87°、164°、234° ,298°。本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭，5個刀翼的刀翼前端面2、刀翼后端面6為斜面； 刀翼前端面2、刀翼后端面6斜面的角度為10° 15°，斜面的角度為12°時鉆頭的切削效果更佳。每個刀翼上的復(fù)合片數(shù)量不等，通常主刀翼14、副刀翼18、主刀翼119、副刀翼 1110、副刀翼IIIll上復(fù)合片的數(shù)量分別為9個、5個、8個、6個、4個。本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭的鉆頭冠部是由一整體合金結(jié)構(gòu)鋼通過機械加工而成，刀翼的外表面均通過堆焊工藝加強其耐磨性能、抗沖擊性能和耐沖蝕性能，切削齒是通過焊接工藝焊接在齒窩中，切削齒的尾部再通過堆焊對其起到加強保護作用。規(guī)徑面上銑有合金柱槽，合金柱與合金柱槽是通過過盈配合鑲嵌在槽內(nèi)的，外部再通過堆焊工藝對其加強保護，增強其耐磨性和抗沖擊性。在鉆井作業(yè)中，當(dāng)鉆遇較軟地層時，本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭的大切削齒首先發(fā)揮作用，由于以大型切削齒為主導(dǎo)齒，單齒吃入地層較深，攻擊性能較強，可以提高機械鉆速。心部的中心水眼既中和了橫向力，消除滯留和回流區(qū)域，又加快了巖屑的排出， 避免重復(fù)切削。當(dāng)鉆遇較硬地層時，鋼體鉆頭的抗沖擊性能發(fā)揮作用，對鉆頭整體起到了保護作用，提高了鉆頭的使用壽命，當(dāng)穿過硬地層后，又可以在低鉆壓下以較高的機械鉆速鉆進(jìn)。應(yīng)該注意的是上述實施例是示例而非限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計很多替代實施例而不脫離本專利的權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求1.一種五刀翼鋼體PDC鉆頭，鉆頭冠前端部設(shè)置有刀翼，刀翼之間安裝有水眼；刀翼包括主刀翼和副刀翼，刀翼的半徑不相等，主刀翼的半徑大于副刀翼的半徑，刀翼上固定安裝有復(fù)合片，刀翼前端的大復(fù)合片為大切削齒，刀翼后端部為規(guī)徑，大切削齒與規(guī)徑之間的過渡段為保徑，規(guī)徑和保徑上固定安裝的小復(fù)合片為小切削齒，其特征是所述刀翼的數(shù)量為5個，主刀翼I (4)、副刀翼I (8)、主刀翼II (9)、副刀翼II (10)、副刀翼III(Il)順時針排列在鉆頭冠(12)的前端部；以所述主刀翼1(4)為基準(zhǔn)，副刀翼1(8)、主刀翼11(9)、副刀翼11(10)、副刀翼 III(Il)與主刀翼1(4)的夾角依次為87°、164°、234° ,298°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述五刀翼鋼體PDC鉆頭，其特征是所述每個刀翼前端面O)、刀翼后端面(6)為斜面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述五刀翼鋼體PDC鉆頭，其特征是所述刀翼前端面O)、刀翼后端面(6)斜面的角度為10° 15°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述五刀翼鋼體PDC鉆頭，其特征是所述主刀翼I、副刀翼 I (8)、主刀翼II (9)、副刀翼II (10)、副刀翼III (11)上復(fù)合片的數(shù)量分別為9個、5個、8個、 6個、4個。
專利摘要一種五刀翼鋼體PDC鉆頭。為了克服現(xiàn)有胎體式PDC鉆頭，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本較高，且抗扭矩能力差的不足，本實用新型鉆頭冠前端部設(shè)置有刀翼，刀翼之間安裝有水眼；刀翼包括主刀翼和副刀翼，刀翼的數(shù)量為5個，主刀翼I(4)、副刀翼I(8)、主刀翼II(9)、副刀翼II(10)、副刀翼III(11)順時針排列在鉆頭冠(12)的前端；以主刀翼I(4)為基準(zhǔn)，副刀翼I(8)、主刀翼II(9)、副刀翼II(10)、副刀翼III(11)與主刀翼I(4)的夾角依次為87°、164°、234°、298°。其有益效果是布齒靈活、結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強、使用高效、減少井下復(fù)雜情況的處理時間、鉆井風(fēng)險小、可有效降低鉆井作業(yè)費用。
文檔編號E21B10/43GK202338206SQ20112048414
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者于連杰, 何飛, 孫輝, 張松峰, 李隆承, 武強, 汪恩寶, 王樹業(yè), 肖華, 謝金, 郭俊磊, 魏向輝 申請人:中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司, 渤海石油裝備(天津)中成機械制造有限公司