準等強度刀翼pdc鑽頭的製作方法

2023-04-26 01:17:56

專利名稱：準等強度刀翼pdc鑽頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油天然氣鑽井鑽頭，尤其是一種準等強度刀翼PDC 鑽頭，屬於PDC鑽頭的結構改進。
背景技術：
PDC鑽頭在鑽進的時候，扭矩較大，刀翼承受的彎拒也較大，容易造成刀翼 折斷，為此，在用PDC鑽頭通常把刀翼作得厚度較大，以增大刀翼抵抗彎拒的 能力。然而在用PDC鑽頭的刀翼沿鑽頭周向的剖面形狀通常為上部厚度和根部 厚度近似相等的矩形，因此減小了流道空間，影響了巖屑的排出速度；同時也 浪費了製作刀翼的原材料，還增加了鑽頭本身的重量。

實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種準等強度刀翼PDC鑽頭。 為解決上述技術問題，本實用新型主要由鑽頭基體、刀翼、PDC切削齒、噴 嘴、流道和排屑槽組成，噴嘴鑲裝在鑽頭基體上，刀翼固定在鑽頭基體上，PDC 切削齒布置在刀翼上；刀翼沿鑽頭周向的剖面形狀是上部厚度小、根部厚度大 的近似梯形。
採用這樣的結構後，增大了流道空間，減小了巖屑的排出阻力，因而降低 了鑽頭泥包現象的發生機率，有利於提高鑽頭的機械鑽速；採用這樣的結構也 減少了用於製作刀翼的原材料，不但降低了鑽頭本身的重量而且還降低了鑽頭 製造成本。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型準等強度刀翼PDC鑽頭一種實施方式的平面布置示意圖。 圖2是本實用新型準等強度刀翼PDC鑽頭一種實施方式的刀翼沿鑽頭周向 的剖面示意圖。
具體實施方式
參照
圖1和圖2的準等強度刀翼PDC鑽頭主要由鑽頭基體1、刀翼2、 PDC 切削齒3、噴嘴4、流道5和排屑槽6組成，噴嘴4鑲裝在鑽頭基體1上，刀翼 2固定在鑽頭基體1上，PDC切削齒3布置在刀翼2上；刀翼2沿鑽頭周向的剖 面形狀是上部厚度小、根部厚度大的近似梯形。
在鑽進過程中，作用在PDC切削齒3上的切削力F會對刀翼產生一個彎拒， 該彎拒是造成刀翼2折斷的直接原因。為了避免刀翼2發生折斷，在用PDC鑽 頭的刀翼2通常作得厚度很大，而且刀翼2沿鑽頭周向的剖面一般如圖2中的 ABCDE形狀，為上部和根部厚度基本相同的近似矩形剖面。但事實上在用PDC鑽 頭的刀翼2的折斷通常發生在根部，這是因為根部受到的彎拒最大，而刀翼2 從上部到根部各處厚度基本相同所致。從理論上分析可知，圖2中的ADE三角 形是等強度剖面形狀，但鑑於PDC切削齒3具有一定的幾何尺寸，本實用新型 的刀翼2沿鑽頭周向的剖面製作成如圖2中的ABDE形狀，即根部厚度等同於在 用PDC鑽頭的刀翼，而上部厚度卻明顯小於根部的近似梯形，這是一個比等強 度剖面形狀更安全的準等強度剖面形狀，只要刀翼2的根部不發生折斷，其它 部位也不會發生折斷。
本實用新型的刀翼2採用準等強度剖面形狀後，增大了流道5的空間，減 小了巖屑的排出阻力，因而降低了鑽頭泥包現象的發生機率，有利於提高鑽頭 的機械鑽速；採用這樣的結構也減少了用於製作刀翼2的原材料，不但降低了 鑽頭本身的重量而且還降低了鑽頭製造成本。
權利要求1.一種準等強度刀翼PDC鑽頭，主要由鑽頭基體(1)、刀翼(2)、PDC切削齒(3)、噴嘴(4)、流道(5)和排屑槽(6)組成，噴嘴(4)鑲裝在鑽頭基體(1)上，刀翼(2)固定在鑽頭基體(1)上，PDC切削齒(3)布置在刀翼(2)上，其特徵在於刀翼(2)沿鑽頭周向的剖面形狀是上部厚度小、根部厚度大的近似梯形。
專利摘要本實用新型公開了一種準等強度刀翼PDC鑽頭，主要由鑽頭基體、刀翼、PDC切削齒、噴嘴、流道和排屑槽組成，噴嘴和刀翼都固定在鑽頭基體上，PDC切削齒布置在刀翼上，刀翼沿鑽頭周向的剖面形狀是上部厚度明顯小、根部厚度大的近似梯形。本實用新型增大了流道空間，減小了巖屑的排出阻力，降低了鑽頭泥包現象的發生機率，有利於提高鑽頭的機械鑽速；還減少了用於製作刀翼的原材料，不但降低了鑽頭本身的重量而且也降低了鑽頭製造成本。
文檔編號E21B10/08GK201363091SQ20092014447
公開日2009年12月16日 申請日期2009年2月23日 優先權日2009年2月23日
發明者王福修 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鑽井工藝研究院