[发明专利]带有固定切削结构的钻头

说明书

技术领域

[01]本发明涉及一带有固定切削结构的钻头，其包括

[02]-一工具主体，和

[03]-多个刃体(lame)，所述刃体由掺混耐磨颗粒(particulesabrasives)的一金属基质(matrice métallique)构成，且所述刃体按从所述工具主体开始向前延伸的方式被固定在所述工具主体上，所述多个刃体共同构成一前切削面，且具有用于钻探流体的放射状通道，所述通道能使所述刃体相互分隔且向外敞开(见US-B-6,725,953)。

背景技术

[04]两类工具被运用在石油钻探上：一种是旋轮(molette)式钻头，另一种是固定切刀式钻头。

[05]旋轮式钻头是包括一些活动构件的装配件，而固定切刀式钻头是不带任何活动构件的单一保持件。

[06]在固定切削结构的钻头类别中，通过其切削的结构性质，可以区分出四种子类别。所述切削结构可以由PDC(多晶钻石结晶polycristallinediamond compacts)、自然钻石、TSP(热固多晶钻石thermally stablepolycristalline diamond)或掺混钻石或其它耐磨颗粒的金属材料构成。正是最后一种类型构4成本发明运用的范围。所涉及的工具被设计用来钻探坚硬的和耐磨的岩石。工具的刃体由工具主体支撑。所述工具主体由一金属基质与一钢芯构成。

[07]本发明还可以被运用在取岩心(carottage)的环上，所述环的主要切削结构被镶钻石。

[08]被掺混的工具刃体由金属与耐磨颗粒混合构成。在钻探中，裹住颗粒的金属连合体以及耐磨颗粒本身都会磨损，由此暴露出新的颗粒。随着工具磨损程度的加深，刃体的高度会降低。

[09]因此，全部利益在于，在开始钻探时，就具有一带有尽可能大的高度的钻头。缺点在于，掺混材料(matériau imprégné)很脆弱。刃体因此很易碎。随着刃体高度的增大，这种现象会增加。由于工具的给定配置，因此在刃体高度上存在限制，超出所述限制，将提高金属碎裂的风险。

发明内容

[10]本发明的目的在于提出一具有刃体的钻头，所述刃体由掺混材料制成，所述钻头具有高度大的刃体，能够克服上述缺点，且它的使用寿命因此被提升。

[11]通过正如在上文提出的一钻头来解决按照本发明所述的问题，所述钻头还包括——穿过至少一设置在两个所述刃体之间的放射状的流体通道——至少一桥状体，所述桥状体连接所述的两个刃体，所述桥状体被设置在所述工具主体与所述前切削面之间。因此在力学上增强所述的由掺混材料制成的工具刃体，这允许设计出更高的刃体。且更高的刃体能增加工具上的钻石数量，且因此提高它的使用寿命以及借助工具进行的钻探长度。

[12]对于穿过放射状的流体通道的桥状体，应理解为在所述在通道内不阻碍流体流动的元件。

[13]有利地，还可以在一个通道中设置多个桥状体，以及在多个通道中设置桥状体，可能但并非必要在每一个通道中设置桥状体。

[14]按照本发明一优选的实施方式，每个桥状体被设置在一个所述放射状的通道内部。事实上，优选的是，桥状体甚至不与刃体的外表面齐平，从而尽可能长时间地维持其机械作用。

[15]桥状体可以用当前本领域技术人员公知的任何方法、以及用任何适合于该类型的方法的材料制成。

[16]正如公知，由一掺混金属基质构成的刃体式钻头被模制，添加耐磨颗粒的金属粉末充填所述模具，然后被公知的合适的焊料浸透。

[17]可以在充填模具之前，或相反，在浸透与脱模之后，生产所述桥状体。

[18]按照本发明的一实施方式，各桥状体由一以烧结的金属粉为基体的插入件构成，

[19]在模制所述钻头之前，所述桥状体已经被插入一凹部，所述凹部设置在一构件中，在模制过程中，所述构件形成所述流体通道中的一个，且

[20]所述桥状体已经被液体焊料浸透(infiltré)。

[21]按照本发明的另一实施方式，各桥状体由一插入件，所述插入件以借助于一胶合剂预先形成的金属粉为基体。

[22]在模制所述钻头之前，所述桥状体已经被插入一凹部，所述凹部设置在一构件中，在模制过程中，所述构件形成所述流体通道中的一个，

[23]所述桥状体已经通过热处理清除所述胶合剂，且

[24]所述桥状体已经被液体焊料浸透。

[25]按照本发明的另一实施方式，各桥状体由金属或非金属的粉末构成，