[实用新型]一种复合式金刚石孕镶全面钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油气田钻井作业领域井下工具钻头，尤其是涉及一种复合式金刚石孕镶全面钻头。 

背景技术

目前，在油气勘探开发领域中，钻进软到中硬均质地层时，一般使用复合片（PDC）钻头，有时也使用牙轮钻头。钻进硬地层时，一般使用牙轮钻头。但对于致密含砾层以及软硬交错地层，一直没有找到有效的碎岩工具以提高在上述地层的机械钻速，缩短钻井周期。复合片（PDC）钻头钻进时PDC切削齿不适应软硬交错地层的变化 ,往往先期损坏而影响使用效果；牙轮钻头则表现为钻进速度慢，纯钻进时间短，有时还可能造成牙轮的脱落，均存在效率低、寿命短及成本高的缺点。 

发明内容

本实用新型设计了一种复合式金刚石孕镶全面钻头，其解决的技术问题是现有牙轮钻头和复合片（PDC）钻头都无法高效地适用于致密含砾层以及软硬交错地层作业。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案： 

一种复合式金刚石孕镶全面钻头，包括钻头基体（1）和金刚石复合片（2），钻头基体（1）底部、中部以及顶部分别设有接头（11）、保径面（12）和多个刀翼（13），接头（11）与井下钻具连接，每个刀翼（13）上镶嵌有高抗冲击韧性和高耐磨性的金刚石材质的切削元件（131），在多个刀翼（13）中心处还镶焊有所述金刚石复合片（2）。

进一步，任意相邻两个刀翼（13）之间的沟槽形成水路（14），并且在沟槽底部还设有喷嘴（15）。

进一步，刀翼（13）的数量为五、六、七、八或者九个，而且多个刀翼（13）靠近中心处预留有放置金刚石复合片（2）的位置。

进一步，多个切削元件（131）为尖齿型结构、圆齿型结构或者尖齿型与圆齿型的混合型结构。

进一步，所述保径面（12）上设有聚晶金刚石。

该复合式金刚石孕镶全面钻头与传统的牙轮钻头和复合片（PDC）钻头相比，具有以下有益效果：

本实用新型由于在每个刀翼上镶嵌有高抗冲击韧性和高耐磨性的金刚石材质的切削元件，在孔底动力钻具配合下可在含砾地层以及软硬互层实现高效钻进，具有高效率、长寿命、低成本的特点，能有效解决以往牙轮钻头和PDC钻头寿命短、施工效率低的难题。

附图说明

图1：本实用新型复合式金刚石孕镶全面钻头的立体结构示意图；

图2：本实用新型复合式金刚石孕镶全面钻头的底唇面示意图；

图3：本实用新型复合式金刚石孕镶全面钻头基体的结构示意图。

附图标记说明：

1—钻头基体；11—接头；12—保径面；13—刀翼；131—切削元件；14—水路；15—喷嘴；2—金刚石复合片。

具体实施方式

下面结合图1至图3，对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，一种复合式金刚石孕镶全面钻头，包括钻头基体1和金刚石复合片2，钻头基体1底部、中部以及顶部分别设有接头11、保径面12和多个刀翼13，接头11与井下钻具连接，每个刀翼13上镶嵌有高抗冲击韧性和高耐磨性的金刚石材质的切削元件131，在多个刀翼13中心处还镶焊有所述金刚石复合片2。

任意相邻两个刀翼13之间的沟槽形成水路14，并且在沟槽底部还设有喷嘴15。水路14和喷嘴15构成冲洗液循环通道。

多个切削元件131为尖齿型结构、圆齿型结构或者尖齿型与圆齿型的混合型结构。切削元件131根据工作要求采用相应的金刚石材料及铸造碳化钨粉通过无压浸渍法而成。

如图2所示，刀翼13的数量为六个，而且多个刀翼13靠近中心处预留有放置金刚石复合片2的位置。

如图3所示，本实用新型工作原理如下：在钻进过程中，由特殊的高抗冲击韧性、高耐磨性的金刚石材料镶嵌在钻头基体的刀翼13上而形成的切削元件131起破碎地层的作用。保径面12上有聚晶金刚石起保持井眼直径大小的作用。利用各刀翼13之间形成的水路作为冲洗液循环流道，起到冷却钻头和排屑作用。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。