一種六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼pdc不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼PDC不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)，所述不取芯鉆頭包括鉆頭胎體和鉆頭鋼體，所述鉆頭胎體上設(shè)包括三個(gè)刀翼的刀翼部、中心內(nèi)凹部、鉆頭體保徑部、噴嘴、流道和排泄槽，鉆頭胎體的三個(gè)刀翼由WC粉料通過砂模燒結(jié)在鉆頭鋼體上，中間內(nèi)凹部使鉆頭鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)入凹槽，形成短圓柱圓芯，PDC切削齒固定在刀翼和中心內(nèi)凹部，保證鉆頭鉆入碎性地層。鉆頭體保徑部采用與鉆頭直徑不同心的圓弧段組成，保徑后端與鉆頭直徑重合，鉆頭噴嘴通過砂芯棒直接在鉆頭體上成型，中心內(nèi)凹部與刀翼部間流道連成一體，有利于巖屑的及時(shí)排出。因此鉆頭鉆進(jìn)時(shí)穩(wěn)定性好，機(jī)械鉆速更快，使用壽命更長(zhǎng)。
【專利說明】一種六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼PDC不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種聚晶金剛石(roc)復(fù)合片鉆頭，尤其涉及一種六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼PDC不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)，屬于鉆采工具領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭是金剛石鉆頭的一種，聚晶金剛石復(fù)合片英文縮寫為roc，聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭也稱PDC鉆頭，廣泛應(yīng)用于工程施工、水文、煤田地質(zhì)勘探與煤礦井下、煤礦井下瓦斯抽放、注水與排水等鉆孔的回轉(zhuǎn)及沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)等領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)中，鉆進(jìn)中硬?硬的破碎性地層，用硬質(zhì)合金齒鉆頭鉆進(jìn)存在機(jī)械鉆速慢、壽命短及崩齒的質(zhì)量問題，導(dǎo)致額外的起下鉆作業(yè)，增加了鉆進(jìn)的時(shí)間和作業(yè)費(fèi)用，鉆井成本較高。因此目前鉆井、開孔都采用機(jī)械鉆速較快的內(nèi)凹PDC鉆頭，提高鉆進(jìn)和開孔的速度，且不存在掉牙輪的質(zhì)量問題，大大降低了作業(yè)成本。雖然PDC鉆頭的PDC復(fù)合片堅(jiān)硬，耐磨使用壽命長(zhǎng)，但不耐沖擊，在中硬?硬的破碎性地層快速鉆進(jìn)時(shí)因鉆頭的振動(dòng)、沖擊，導(dǎo)致PDC復(fù)合片過早破碎失效，導(dǎo)致這種鉆頭沒有充分發(fā)揮PDC復(fù)合片鉆頭使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，因而亟需對(duì)現(xiàn)有的PDC復(fù)合片鉆頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以防止PDC復(fù)合片過早破碎失效，從而提高PDC鉆頭的使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型旨在提供一種機(jī)械鉆速快、鉆進(jìn)穩(wěn)定性高、使用壽命長(zhǎng)的六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼PDC不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)，主要通過設(shè)置鉆頭體保徑部與鉆頭直徑采用不同心的圓弧環(huán)的方式，使鉆頭的鉆頭體保徑部與井壁的接觸由面接觸變?yōu)榫€接觸，大大減少了鉆頭與井壁的接觸面積，有效降低了鉆頭的摩擦阻力，使得鉆頭與井壁摩擦產(chǎn)生的瞬時(shí)溫度大大降低，從而有效解決現(xiàn)有的PDC復(fù)合片鉆頭易破碎失效、使用壽命較短的技術(shù)問題。
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼PDC不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)，包括鉆頭胎體和鉆頭鋼體，所述鉆頭胎體設(shè)置于鉆頭鋼體的端部，所述鉆頭胎體上設(shè)刀翼部、中心內(nèi)凹部和鉆頭體保徑部，所述刀翼部包括三個(gè)刀翼并沿周向均勻布置在所述鉆頭胎體的上端面，所述中心內(nèi)凹部為形成在鉆頭胎體的中心區(qū)域的一個(gè)允許鉆頭鉆進(jìn)時(shí)形成短圓柱巖芯的凹槽，各刀翼以及所述凹槽的上端面固定有PDC切削齒，其特征在于，
[0006]所述鉆頭體保徑部形成在所述鉆頭胎體的外側(cè)面，所述保徑部與各所述刀翼組成所述鉆頭結(jié)構(gòu)的保徑結(jié)構(gòu)，所述保徑部的外表面與所述鉆頭結(jié)構(gòu)的外旋轉(zhuǎn)面之間形成有六條沿所述鉆頭結(jié)構(gòu)軸線方向延伸的接觸線，所述外旋轉(zhuǎn)面為鉆頭結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)時(shí)所形成的最大外圓柱面，該最大外圓柱面為一假想面，鉆頭體保徑部與每個(gè)刀翼對(duì)應(yīng)的部分上各分布兩條接觸線，所述鉆頭體保徑部上在每條接觸線對(duì)應(yīng)的部位上鑲圓柱聚晶金剛石。
[0007]優(yōu)選地，各所述接觸線均勻分布在所述鉆頭體保徑部上。
[0008]進(jìn)一步地，每一刀翼對(duì)應(yīng)的保徑環(huán)上分布有兩條接觸線。
[0009]優(yōu)選地，所述鉆頭結(jié)構(gòu)還設(shè)置有噴嘴、流道和排肩槽，所述噴嘴固定在所述鉆頭胎體上，所述鉆頭胎體和鉆頭鋼體中形成有所述流道，所述排肩槽形成在所述鉆頭胎體上，所述噴嘴、流道和排肩槽構(gòu)成所述鉆頭的水力系統(tǒng)。
[0010]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼PDC不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)具有顯著的技術(shù)效果:本實(shí)用新型的鉆頭結(jié)構(gòu)，其鉆頭體保徑部與井壁的接觸由面接觸變?yōu)榫€接觸，大大減少了與井壁的接觸面積，鉆進(jìn)時(shí)摩擦阻力小，攻擊性更強(qiáng)，使得機(jī)械鉆速更快，同時(shí)與井壁摩擦產(chǎn)生的瞬時(shí)溫度也大大降低，有利于保護(hù)圓柱聚晶金剛石，保徑效果更好。因采用六點(diǎn)定位，避免了面接觸的自由度冗余的情況，達(dá)到了動(dòng)態(tài)的力平衡調(diào)整，鉆進(jìn)時(shí)穩(wěn)定性更好，有利于平穩(wěn)鉆進(jìn)，避免了鉆進(jìn)時(shí)的橫向擺動(dòng)沖擊PDC復(fù)合片，提高了鉆頭的使用壽命，穩(wěn)定了鉆頭的使用質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼PDC不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0012]圖2示出了本實(shí)用新型的六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼PDC不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型的六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼PDC不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)的局部放大圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型加以詳細(xì)說明，應(yīng)指出的是，所描述的具體實(shí)施例僅旨在便于對(duì)本實(shí)用新型的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。
[0015]參照?qǐng)D1和圖2，本實(shí)用新型的六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼人造金剛石不取芯鉆頭主要由鉆頭胎體I，鉆頭鋼體2，三個(gè)刀翼3，刀翼人造金剛石切削齒4，內(nèi)凹人造金剛石切削齒5，六點(diǎn)定位保徑部6，噴嘴7、流道8和排肩槽9組成。刀翼3固定在鉆頭鋼體2組成鉆頭胎體1，鉆頭胎體I中心區(qū)域有一個(gè)允許鉆頭鉆進(jìn)時(shí)形成短圓柱巖芯的凹槽，刀翼人造金剛石切削齒4固定在刀翼3，內(nèi)凹人造金剛石切削齒5固定在鉆頭胎體I中心，噴嘴7固定在胎體I和鉆頭鋼體2上，與流道8及排肩槽9組成了鉆頭的水力系統(tǒng)。六點(diǎn)定位保徑環(huán)7其保徑環(huán)采用了與鉆頭直徑不同心的圓弧環(huán)，內(nèi)鑲圓柱聚晶金剛石，與刀翼3組成了保徑結(jié)構(gòu)。
[0016]鉆頭胎體I設(shè)置于鉆頭鋼體2的端部，鉆頭胎體I的上端面靠近外圓周沿周向均勻設(shè)置有三個(gè)刀翼3，各刀翼上固定設(shè)置有PDC切削齒，鉆頭胎體I的中心區(qū)域形成為一個(gè)允許鉆頭鉆進(jìn)時(shí)形成短圓柱巖芯的凹槽，凹槽的上端面固定有內(nèi)凹PDC切削齒5，鉆頭胎體I的外側(cè)面形成為鉆頭結(jié)構(gòu)的保徑環(huán)，保徑環(huán)上鑲圓柱聚晶金剛石，保徑環(huán)與各刀翼組成鉆頭結(jié)構(gòu)的保徑結(jié)構(gòu)，保徑部的外表面與鉆頭結(jié)構(gòu)的外旋轉(zhuǎn)面之間形成有六條沿鉆頭結(jié)構(gòu)軸線方向延伸的接觸線，外旋轉(zhuǎn)面為鉆頭結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)時(shí)所形成的最大外圓柱面，該最大外圓柱面為一假想面。各接觸線均勻分布在保徑部上。每一刀翼對(duì)應(yīng)的保徑部上分布有兩條接觸線。
[0017]由于本實(shí)用新型在保徑環(huán)部位采用了與鉆頭直徑不同心過渡圓弧結(jié)構(gòu)，三個(gè)保徑切削齒與保徑環(huán)后角與井壁共六點(diǎn)同時(shí)接觸，這樣鉆頭的保徑環(huán)與井壁的接觸由面接觸變?yōu)榫€接觸，大大減少了與井壁的接觸面積，鉆進(jìn)時(shí)摩擦阻力小，攻擊性更強(qiáng)，使得機(jī)械鉆速更快。因保徑環(huán)采用不同心的圓弧結(jié)構(gòu)，保徑齒、內(nèi)鑲圓柱聚晶金剛石的保徑環(huán)交替磨損，井壁摩擦產(chǎn)生的瞬時(shí)溫度也大大降低，有利于保護(hù)圓柱聚晶金剛石，保徑效果更好。采用六點(diǎn)定位，避免了面接觸的自由度冗余的情況，達(dá)到了動(dòng)態(tài)的力平衡調(diào)整，鉆進(jìn)時(shí)穩(wěn)定性更好，有利于平穩(wěn)鉆進(jìn)，避免了鉆進(jìn)時(shí)的橫向擺動(dòng)沖擊人造金剛石復(fù)合片避免了早期破損，提高了鉆頭的使用壽命，穩(wěn)定了鉆頭的質(zhì)量。
[0018]以上所述，僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新型保護(hù)的范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的范圍內(nèi)可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的包含范圍之內(nèi)，因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)力要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼PDC不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)，包括鉆頭胎體和鉆頭鋼體，所述鉆頭胎體設(shè)置于鉆頭鋼體的端部，所述鉆頭胎體上設(shè)刀翼部、中心內(nèi)凹部和鉆頭體保徑部，所述刀翼部包括三個(gè)刀翼并沿周向均勻布置在所述鉆頭胎體的上端面，所述中心內(nèi)凹部為形成在鉆頭胎體的中心區(qū)域的一個(gè)允許鉆頭鉆進(jìn)時(shí)形成短圓柱巖芯的凹槽，各刀翼以及所述凹槽的上端面固定有PDC切削齒，其特征在于， 所述鉆頭體保徑部形成在所述鉆頭胎體的外側(cè)面，所述保徑部與各所述刀翼組成所述鉆頭結(jié)構(gòu)的保徑結(jié)構(gòu)，所述保徑部的外表面與所述鉆頭結(jié)構(gòu)的外旋轉(zhuǎn)面之間形成有六條沿所述鉆頭結(jié)構(gòu)軸線方向延伸的接觸線，所述外旋轉(zhuǎn)面為鉆頭結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)時(shí)所形成的最大外圓柱面，該最大外圓柱面為一假想面，鉆頭體保徑部與每個(gè)刀翼對(duì)應(yīng)的部分上各分布兩條接觸線，所述鉆頭體保徑部上在每條接觸線對(duì)應(yīng)的部位上鑲圓柱聚晶金剛石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼roc不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，各所述接觸線均勻分布在所述鉆頭體保徑部上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼PDC不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一刀翼對(duì)應(yīng)的保徑環(huán)上分布有兩條接觸線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六點(diǎn)定位內(nèi)凹三翼roc不取芯鉆頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鉆頭結(jié)構(gòu)還設(shè)置有噴嘴、流道和排肩槽，所述噴嘴固定在所述鉆頭胎體上，所述鉆頭胎體和鉆頭鋼體中形成有所述流道，所述排肩槽形成在所述鉆頭胎體上，所述噴嘴、流道和排肩槽構(gòu)成所述鉆頭的水力系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】E21B10/43GK204175190SQ201420618030
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】陳敏, 朱偉鑫 申請(qǐng)人:宜春學(xué)院, 宜春市威龍鉆具制造有限公司