[发明专利]全保径PDC钻头

说明书

技术领域

本发明涉及一种适合软、中硬及硬地层使用的PDC钻头，广泛应用于地质勘探、煤田采矿、交通隧道、水利水电和石油钻探等行业。

背景技术

目前，PDC钻头已在全国大多数油田等行业被广泛使用。如图1所示，常用的PDC钻头由流体流动水道1、喷嘴2、钻头体3、规径保径4和复合片5组成，PDC钻头的这种结构从使用效果来看容易损坏，损坏的主要特征为齿柱折断、复合片碎裂、掉片、冲蚀以及钻头基体冲蚀等现象，其中由于切削齿磨损不等造成使用寿命缩短是非常普遍的现象；另外，从PDC钻头的损坏特征来看，PDC钻头在井下工作时，除了正常切削地层而受到的反作用力和地层岩石磨损外，还受到由于涡动等引起的动态冲击载荷，这是造成PDC钻头非正常损坏的主要原因。

发明内容

本发明的目的是为克服现有的PDC钻头切削齿磨损不等和由于涡动等引起的动态冲击载荷的不足，提供了一种全保径PDC钻头，该PDC钻头不仅能实现切削齿的等磨损，而且能提高钻头钻进过程中旋转的稳定性，减小动态冲击载荷。

本发明采用的技术方案是：由流体流动水道、喷嘴、钻头体、规径保径和复合片组成，在流体流动水道的外围有一层铸件固定在流体流动水道上，该铸件使所述规径保径的外径连成一个光滑的整体，形成规径全保径。

本发明使钻头的保径达到最大，实现钻头自身扶正效果，在钻头高速高效钻进的同时，极大地提高了钻头的稳定性，尽可能实现了钻头切削齿的等磨损，减少钻头涡动，延长了钻头的使用寿命，使钻头进尺和机械钻速大幅度提高，制造工艺简单。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是背景技术中PDC钻头的主视图；

图2是本发明的主视图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2中A-A向的剖面图。

具体实施方式

如图1-4所示，由流体流动水道1、喷嘴2、钻头体3、规径保径4和复合片5组成PDC钻头，在钻头体3凸出的外围固定规径保径4，流体流动水道1设置在规径保径4之间，喷嘴2设置在钻头体3中间部分，在钻头顶部固定复合片5。在流体流动水道1的外围增加一层铸件固定在流体流动水道1上，该铸件使所述规径保径4的外径连成一个光滑的整体，形成规径全保径10。制作时，在不改变普通PDC钻头基本设计原理和方法的基础上，基于岩石弹塑性力学、水动力学及运动学原理，对于胎体PDC钻头采用无压侵渍法，对于钢体PDC钻头采用机械加工的方法成型规径全保径10，使得PDC钻头规径全保径10部位连成一个光滑的整体，在该光滑的整体的外围再固定规径保径金刚石7，且在保径段的内部留有间隙，该间隙形成泥浆上返流道6，将钻头接头9与钻头体3焊接牢固，焊接处形成焊口8。

上述全保径结构的PDC钻头有利于保证钻头在钻进过程中旋转中心的稳定，可以在保径端增加切削齿的布齿，实现合理布齿和实现切削齿的等磨损设计。