專利名稱：一種復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油氣田鉆井作業(yè)領(lǐng)域井下工具鉆頭，尤其是涉及一種復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭。
背景技術(shù)：
目前，在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域中，鉆進(jìn)軟到中硬均質(zhì)地層時，一般使用復(fù)合片(PDC)鉆頭，有時也使用牙輪鉆頭。鉆進(jìn)硬地層時，一般使用牙輪鉆頭。但對于致密含礫層以及軟硬交錯地層，一直沒有找到有效的碎巖工具以提高在上述地層的機(jī)械鉆速，縮短鉆井周期。復(fù)合片(PDC)鉆頭鉆進(jìn)時PDC切削齒不適應(yīng)軟硬交錯地層的變化，往往先期損壞而影響使用效果；牙輪鉆頭則表現(xiàn)為鉆進(jìn)速度慢，純鉆進(jìn)時間短，有時還可能造成牙輪的脫落，均存在效率低、壽命短及成本高的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型設(shè)計了一種復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，其解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有牙輪鉆頭和復(fù)合片(roc)鉆頭都無法高效地適用于致密含礫層以及軟硬交錯地層作業(yè)。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了以下方案一種復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，包括鉆頭基體(I)和金剛石復(fù)合片(2)，鉆頭基體(I)底部、中部以及頂部分別設(shè)有接頭(11)、保徑面(12)和多個刀翼(13)，接頭(11)與井下鉆具連接，每個刀翼(13)上鑲嵌有高抗沖擊韌性和高耐磨性的金剛石材質(zhì)的切削元件(131)，在多個刀翼(13)中心處還鑲焊有所述金剛石復(fù)合片(2)。進(jìn)一步，任意相鄰兩個刀翼(13)之間的溝槽形成水路(14)，并且在溝槽底部還設(shè)有噴嘴(15)。進(jìn)一步，刀翼(13)的數(shù)量為五、六、七、八或者九個，而且多個刀翼(13)靠近中心處預(yù)留有放置金剛石復(fù)合片(2)的位置。進(jìn)一步，多個切削元件(131)為尖齒型結(jié)構(gòu)、圓齒型結(jié)構(gòu)或者尖齒型與圓齒型的混合型結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步,所述保徑面(12)上設(shè)有聚晶金剛石。該復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭與傳統(tǒng)的牙輪鉆頭和復(fù)合片(PDC)鉆頭相比，具有以下有益效果本實(shí)用新型由于在每個刀翼上鑲嵌有高抗沖擊韌性和高耐磨性的金剛石材質(zhì)的切削元件，在孔底動力鉆具配合下可在含礫地層以及軟硬互層實(shí)現(xiàn)高效鉆進(jìn)，具有高效率、長壽命、低成本的特點(diǎn)，能有效解決以往牙輪鉆頭和PDC鉆頭壽命短、施工效率低的難題。

圖1 :本實(shí)用新型復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 :本實(shí)用新型復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭的底唇面示意圖；[0014]圖3 :本實(shí)用新型復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭基體的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明I—鉆頭基體；11—接頭；12—保徑面；13—刀翼；131—切削兀件；14一水路；15—噴嘴；2—金剛石復(fù)合片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖1至圖3,對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明如圖1所示，一種復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，包括鉆頭基體I和金剛石復(fù)合片2，鉆頭基體I底部、中部以及頂部分別設(shè)有接頭11、保徑面12和多個刀翼13，接頭11與井下鉆具連接，每個刀翼13上鑲嵌有高抗沖擊韌性和高耐磨性的金剛石材質(zhì)的切削元件131，在多個刀翼13中心處還鑲焊有所述金剛石復(fù)合片2。任意相鄰兩個刀翼13之間的溝槽形成水路14，并且在溝槽底部還設(shè)有噴嘴15。水路14和噴嘴15構(gòu)成沖洗液循環(huán)通道。多個切削元件131為尖齒型結(jié)構(gòu)、圓齒型結(jié)構(gòu)或者尖齒型與圓齒型的混合型結(jié)構(gòu)。切削元件131根據(jù)工作要求采用相應(yīng)的金剛石材料及鑄造碳化鎢粉通過無壓浸潰法而成。如圖2所示，刀翼13的數(shù)量為六個，而且多個刀翼13靠近中心處預(yù)留有放置金剛石復(fù)合片2的位置。如圖3所示，本實(shí)用新型工作原理如下在鉆進(jìn)過程中，由特殊的高抗沖擊韌性、高耐磨性的金剛石材料鑲嵌在鉆頭基體的刀翼13上而形成的切削元件131起破碎地層的作用。保徑面12上有聚晶金剛石起保持井眼直徑大小的作用。利用各刀翼13之間形成的水路作為沖洗液循環(huán)流道，起到冷卻鉆頭和排屑作用。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性的描述，顯然本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，包括鉆頭基體(I)和金剛石復(fù)合片(2)，鉆頭基體(I)底部、中部以及頂部分別設(shè)有接頭(11)、保徑面(12)和多個刀翼(13)，接頭(11)與井下鉆具連接，其特征在于每個刀翼(13)上鑲嵌有高抗沖擊韌性和高耐磨性的金剛石材質(zhì)的切削元件(131)，在多個刀翼(13)中心處還鑲焊有所述金剛石復(fù)合片(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，其特征在于任意相鄰兩個刀翼 (13)之間的溝槽形成水路(14)，并且在溝槽底部還設(shè)有噴嘴(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，其特征在于刀翼(13)的數(shù)量為五、六、七、八或者九個，而且多個刀翼(13)靠近中心處預(yù)留有放置金剛石復(fù)合片(2) 的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，其特征在于多個切削元件 (131)為尖齒型結(jié)構(gòu)、圓齒型結(jié)構(gòu)或者尖齒型與圓齒型的混合型結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，其特征在于多個切削元件(131) 為尖齒型結(jié)構(gòu)、圓齒型結(jié)構(gòu)或者尖齒型與圓齒型的混合型結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，其特征在于所述保徑面 (12)上設(shè)有聚晶金剛石。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，其特征在于所述保徑面(12)上設(shè)有聚晶金剛石。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，其特征在于所述保徑面(12)上設(shè)有聚晶金剛石。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合式金剛石孕鑲?cè)驺@頭，包括鉆頭基體(1)和金剛石復(fù)合片(2)，鉆頭基體(1)底部、中部以及頂部分別設(shè)有接頭(11)、保徑面(12)和多個刀翼(13)，接頭(11)與井下鉆具連接，每個刀翼(13)上鑲嵌有高抗沖擊韌性和高耐磨性的金剛石材質(zhì)的切削元件(131)，在多個刀翼(13)中心處還鑲焊有所述金剛石復(fù)合片(2)。本實(shí)用新型由于在每個刀翼上鑲嵌有高抗沖擊韌性和高耐磨性的金剛石材質(zhì)的切削元件，在孔底動力鉆具配合下可在含礫地層以及軟硬互層實(shí)現(xiàn)高效鉆進(jìn)，具有高效率、長壽命、低成本的特點(diǎn)，能有效解決以往牙輪鉆頭和PDC鉆頭壽命短、施工效率低的難題。
文檔編號E21B10/43GK202850868SQ201220582599
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者蔡家品, 賈美玲, 江玉文, 陳云龍, 沈立娜, 歐陽志勇, 吳海霞, 張建元, 阮海龍, 李春 申請人:北京探礦工程研究所, 四川康克石油科技有限公司