一種油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭的製作方法

2023-04-30 16:12:56 1

一種油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭，是在鑽頭本體上設有刀翼、水眼和排屑槽，刀翼設有數個，刀翼上相互間隔設有尖齒形後襯和圓形後襯，尖齒形後襯上鑲焊有尖齒形複合片，圓形後襯上鑲焊有圓形複合片，尖齒形複合片和圓形複合片在同一刀翼上相互間隔排布，在不同刀翼上前後交錯排列，有益效果：可使機械鑽速大幅提高；延長使用壽命；使鑽頭的整體性能大幅提高。
【專利說明】一種油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種油氣田硬巖鑽進鑽頭，特別涉及一種油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭。
【背景技術】
[0002]目前，現有的複合片鑽頭上的切削具(複合片)大多數都是圓形的，鑽進硬巖時，切削具難以壓入巖石，對巖石形成破碎克取，表現為鑽進效率低，鑽頭壽命短，長期以來一直困擾著鑽探界。
[0003]中國專利200320104368.X (2004年12月29日授權)，內容為在鑽頭刀翼上設置孕鑲齒以達到減振、耐磨，保護複合片，從而延長使用壽命。還有其他類似專利，通過在刀翼上設置硬質合金或複合片副齒以求延長使用壽命。此形式的缺點為只考慮加強鑽頭的自我保護能力，而未研究碎巖機理；通過犧牲鑽速而延長使用壽命，並不能提高鑽進效率。
[0004]中國專利200720178046.8 (2008年11月12日授權)，內容為鑽頭上鑲焊複合片形式全部為尖齒形的，此形式針對軟塑性巖層可獲得較高的鑽進效率，但在硬巖中尖齒形複合片極易崩裂損毀，難以獲得較高的使用壽命。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的是為了解決現有使用的複合片鑽頭結構設計的不合理，致使鑽頭使用壽命短以及鑽進效率低的問題而提供的一種油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭。
[0006]本實用新型所述的油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭是在鑽頭本體上設有刀翼、水眼和排屑槽，刀翼設有數個，刀翼上相互間隔設有尖齒形後襯和圓形後襯，尖齒形後襯上鑲焊有尖齒形複合片，圓形後襯上鑲焊有圓形複合片，尖齒形複合片和圓形複合片在同一刀翼上相互間隔排布，在不同刀翼上前後交錯排列。
[0007]尖齒形複合片的尖角為60度?120度，由圓形複合片切割而成。
[0008]尖齒形複合片的頂面高於圓齒形複合片頂面0.5?1mm。
[0009]尖齒形複合片和圓齒形複合片分別用銀銅釺焊於刀翼的尖齒形後襯和圓形後襯上。
[0010]鑽頭本體、刀翼、水眼和排屑槽為現有技術的結構，因此具體結構沒有進一步進行贅述。
[0011]本實用新型的工作原理如下所述:
[0012]尖齒形複合片的頂面高於圓齒形複合片頂面0.5?1mm，使得鑽頭在工作過程中尖齒形複合片能更容易首先壓入硬巖，接著兩側及後方的圓形複合片能對孔底巖石進行擠壓及刮削，在切削硬巖時，尖齒複合片首先壓入巖石並刻畫出一條溝槽，釋放孔底巖石應力，兩側(或後方)的圓形複合片剪切刮削強度已減弱的剩餘巖石，以達到提高鑽速的目的。同時，當鑽進情況出現不穩定時，圓形複合片的高抗衝擊性能又能抵抗衝擊，對尖齒形複合片形成保護，提高鑽頭的自我保護能力，從而延長使用壽命。[0013]本實用新型的有益效果:
[0014]1、本實用新型將傳統的切削方式由剪切、磨削改變為犁削、刮削方式，可使機械鑽速大幅提聞;
[0015]2、本實用新型通過尖齒形複合片和圓齒形複合片的混合鑲焊，可以在鑽進狀況不穩定時，圓齒形複合片對尖齒形複合片形成抗衝擊保護，提高鑽頭的自我保護能力，延長使用壽命；
[0016]3、本實用新型通過切削元件的合理排列並緊湊排布，既提高鑽頭的切削能力，又增強了切削結構的強度，使鑽頭的整體性能大幅提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型所述的複合片鑽頭的俯視結構示意圖。
[0018]圖2是本實用新型所述的複合片鑽頭的主視結構示意圖。
[0019]圖3是本實用新型所述的複合片鑽頭的刀翼圓周向重疊示意圖。
[0020]圖4是本實用新型所述的複合片鑽頭的尖齒形複合片及其後襯側視示意圖。
[0021]圖5是本實用新型所述的複合片鑽頭的尖齒形複合片及其後襯主視示意圖。
[0022]圖6是本實用新型所述的複合片鑽頭的尖齒形複合片結構形式示意圖。
[0023]1、鑽頭本體2、刀翼3、水眼4、尖齒形後襯5、圓形後襯
[0024]6、尖齒形複合片7、圓形複合片。
【具體實施方式】
[0025]請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示:
[0026]本實用新型所述的油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭是在鑽頭本體I上設有刀翼2、水眼3和排屑槽，刀翼2設有四個，刀翼2上相互間隔設有尖齒形後襯4和圓形後襯4，尖齒形後襯4上鑲焊有尖齒形複合片6，圓形後襯5上鑲焊有圓形複合片7，尖齒形複合片6和圓形複合片7在同一刀翼2上相互間隔排布，在不同刀翼2上前後交錯排列。
[0027]尖齒形複合片6的尖角為60度?120度，由圓形複合片7切割而成。
[0028]尖齒形複合片6的頂面高於圓齒形複合片7頂面0.5?1mm。
[0029]尖齒形複合片6和圓齒形複合片7分別用銀銅釺焊於刀翼2的尖齒形後襯4和圓形後襯5上。
[0030]鑽頭本體1、刀翼2、水眼3和排屑槽為現有技術的結構，因此具體結構沒有進一步進行贅述。
[0031]本實用新型的工作原理如下所述:
[0032]尖齒形複合片6的頂面高於圓齒形複合片7頂面0.5?1mm，使得鑽頭在工作過程中尖齒形複合片6能更容易首先壓入硬巖，接著兩側及後方的圓形複合片7能對孔底巖石進行擠壓及刮削，在切削硬巖時，尖齒複合片6首先壓入巖石並刻畫出一條溝槽，釋放孔底巖石應力，兩側(或後方)的圓形複合片7剪切刮削強度已減弱的剩餘巖石，以達到提高鑽速的目的。同時，當鑽進情況出現不穩定時，圓形複合片7的高抗衝擊性能又能抵抗衝擊，對尖齒形複合片6形成保護，提高鑽頭的自我保護能力，從而延長使用壽命。
【權利要求】
1.一種油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭，是在鑽頭本體上設有刀翼、水眼和排屑槽，其特徵在於:刀翼設有數個，刀翼上相互間隔設有尖齒形後襯和圓形後襯，尖齒形後襯上鑲焊有尖齒形複合片，圓形後襯上鑲焊有圓形複合片，尖齒形複合片和圓形複合片在同一刀翼上相互間隔排布，在不同刀翼上前後交錯排列。
2.根據權利要求1所述的一種油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭，其特徵在於:所述的尖齒形複合片的尖角為60度?120度，由圓形複合片切割而成。
3.根據權利要求1所述的一種油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭，其特徵在於:所述的尖齒形複合片的頂面高於圓齒形複合片頂面0.5?1mm。
4.根據權利要求1所述的一種油氣田硬巖鑽進複合片鑽頭，其特徵在於:所述的尖齒形複合片和圓齒形複合片分別用銀銅釺焊於刀翼的尖齒形後襯和圓形後襯上。
【文檔編號】E21B10/46GK203531757SQ201320727657
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月18日 優先權日:2013年11月18日
【發明者】巢貴業, 穆國臣, 陳業鵬, 賈志剛, 馮雲春, 葛春梅, 陳曉峰, 陳玉平 申請人:中國石油化工股份有限公司