[实用新型]一种用于软硬相间地层的新型物探冲刮钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于软硬相间地层的新型物探冲刮钻头，属于物探钻井的钻具。

背景技术

刮刀钻头和镶嵌硬质合金齿的冲旋钻头已广泛应用于物探钻井中。刮刀钻头只适用于极软地层、软地层的钻进，不适用于硬地层；冲旋钻头适用于钻进硬地层，不过在钻遇软地层、泥土层时，破岩效率不如刮刀钻头，甚至形成泥包难以钻进且采用硬质合金的钻头牙齿，耐磨性和耐冲击韧性不足，使钻头牙齿的磨损和断裂成为冲旋钻头的主要失效形式。但物探作业现场时常遇到软硬相间地层，由于没有合适的钻具，只能交换使用刮刀钻头与冲旋钻头进行钻进。以上问题的存在，限制了目前冲旋钻井技术的应用范围，缩短了钻头使用寿命、降低了破岩效率，提高了钻井成本。因此，物探作业现场迫切需要一种适用于软硬相间地层钻进的物探钻具。

实用新型内容

本实用新型的目的是，为了克服上述刮刀钻头与冲旋钻头的不足，特提供一种用于软硬相间地层的新型物探冲刮钻头。

本实用新型实现其目的所采用的技术方案是：一种用于软硬相间地层的新型物探冲刮钻头，主要由钻头体1、花键2、平头齿3、勺型齿4、刀翼5、锥型齿6、排泄槽7、喷嘴8、钻头尾部9构成。钻头尾部9采用球锥型结构，在球锥面上构成3条相间120°的刀翼5。所述刀翼5沿钻头尾部9的球锥面有一个螺旋形弧度，有利于排出岩屑和钻井介质。钻头牙齿镶嵌在3条刀翼5上，设置有平头齿3、勺型齿4、锥型齿6三种。平头齿3镶嵌在刀翼5的上端；勺型齿4镶嵌在刀翼5的中部；锥型齿6镶嵌在刀翼5的下端，即钻头底部。钻头牙齿采用硬质合金材料并在其顶部烧结Al₂O₃/WC-Co纳米/微米复合材料。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)能扩大冲旋钻井技术的适用范围，提高钻头在软硬相间地层的破岩效率；(2)新型的Al₂O₃/WC-Co纳米/微米复合材料不但具有较高的硬度、抗弯强度，还具有较好的耐磨性和抗冲击韧性，因此，大幅度地提高了顶部烧结有该种材料的钻头牙齿的耐磨性、耐冲击韧性。

附图说明

图1为本实用新型一种用于软硬相间地层的新型物探冲刮钻头结构示意图；

图2为本实用新型一种用于软硬相间地层的新型物探冲刮钻头的底部端面

结构示意图。

图中：1.钻头体，2.花键，3.平头齿，4.勺型齿，5.刀翼，6.锥型齿，7.排泄槽，8.喷嘴，9.钻头尾部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1，图2所示，本实用新型是一种用于软硬相间地层的新型物探冲刮钻头，主要由钻头体1、花键2、平头齿3、勺型齿4、刀翼5、锥型齿6、排泄槽7、喷嘴8、钻头尾部9构成。

所述平头齿3镶嵌在刀翼5的上端，主要实现钻头的保径作用；勺型齿4镶嵌在刀翼5的中部，主要实现钻头的刮削破岩作用；锥型齿6镶嵌在刀翼5的下端，即钻头底部，主要实现钻头的冲击破岩作用。

所述刀翼5有三个，相间120°均匀分布在钻头的球锥面上并且刀翼5沿球锥面与钻头中心线有一个螺旋形弧度，有利于钻井介质与岩屑的排出。平头齿3、勺型齿4、锥型齿6垂直分布于刀翼5的上表面。

排泄槽7有三个，如图1、图2所示，相间120°均匀分布；喷嘴8有三个，如图2所示，相间120°均匀分布，是钻井介质的排出通道。

所述平头齿3、勺型齿4、锥型齿6的材料采用硬质合金并在牙齿顶部烧结新型的Al₂O₃/WC-Co纳米/微米复合材料，提高钻头牙齿的耐磨性、耐冲击韧性。

本实用新型是一种用于软硬相间地层的新型物探冲刮钻头适用于冲旋钻井，通过花键2和冲击器配合，可以使冲击器带动冲刮钻头旋转，实现冲刮钻头的刮削破岩作用；同时冲击器活塞冲击冲刮钻头的上端面，可以实现冲刮钻头的冲击破岩作用。