[发明专利]一种效率高的PDC钻头

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻取专用钻头领域，具体地，涉及一种钻进速度快的双齿PDC钻头。

背景技术

现有的PDC钻头在对土层进行钻进，当钻头在高速钻进时，由于切削齿产生的岩屑较多，易产生岩屑的堆积。由于刀翼之间的沟道与钻头体的中轴线相平行，钻头体在钻进转动的过程中，岩屑会堆积在沟道中，使得岩屑不易排出，岩屑只会随着岩屑的不断增多，被挤出沟道。且现有的PDC钻头，其采用主刀翼和副刀翼分别对切削齿进行设置，该结构使得需要设置很多刀翼，使得刀翼之间的间隙受到限制，使得岩屑的排出受到限制。由于岩屑的排出不畅，使得钻头在钻进时受到的阻力增大，影响钻头钻进的速度，且岩屑与钻头不断的摩擦，对钻头的刀翼和切削齿的使用状况会造成严重影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钻进效率高的PDC钻头。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是： 

一种效率高的PDC钻头，包括钻头体、均匀设置在钻头体上的6个刀翼、钻头体上端的喷嘴和钻头体下端的连接件，所述的刀翼包括上刀翼和位于上刀翼下端的下刀翼，所述的上刀翼上设置有两排切削齿，每排切削齿均有4个切削齿，所述的上刀翼与下刀翼不平行。

作为优选，所述的下刀翼与上刀翼之间的夹角大于5度且小于35度。

进一步的，所述的下刀翼与上刀翼之间的夹角为20度。

作为优选，所述的上刀翼上两排切削齿的高度不同。

进一步的，所述的上刀翼和下刀翼的厚度不同且下刀翼的厚度大于上刀翼的厚度。

进一步的，所述的下刀翼的厚度比上刀翼的厚度大1厘米。

综上，本发明的有益效果是：

1、本发明在上刀翼上设置两排切削齿，减少了刀翼的数量，增加了刀翼之间间隙的宽度，增大岩屑排出通道的宽度，增大岩屑排出的速度。

2、本发明的上刀翼与下刀翼不平行，使得下刀翼之间的间隙呈螺旋形，被切下的岩屑受到离心作用而沿间隙排出，避免下刀翼侧壁对岩屑起阻碍作用，加快岩屑排出的速度。

3、本发明的6个刀翼上均设置8个切削齿，使得切削齿切削岩屑的速度与岩屑排出速度一致，避免岩屑的堆积对切削齿造成破坏。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：1、钻头体；2、下刀翼；3、上刀翼；4、切削齿；5、喷嘴；6、连接件。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示的一种效率高的PDC钻头，包括钻头体、均匀设置在钻头体上的6个刀翼、钻头体上端的喷嘴和钻头体下端的连接件，所述的刀翼包括上刀翼和位于上刀翼下端的下刀翼，所述的上刀翼上设置有两排切削齿，每排切削齿均有4个切削齿，所述的上刀翼与下刀翼不平行。

在本实施例中，将上刀翼和下刀翼设置为不平行结构，使得下刀翼之间的间隙相对于钻头体呈螺旋形，该形状刚好与岩屑做离心运动的运行轨迹一致，使得被切屑下来的岩屑排出时不会受下刀翼岩壁的阻碍作用。在刀翼上设置双排的切削齿，增大刀翼之间的间隙，即岩屑排出通道的宽度增大，有益于岩屑排出的速度，即增强切屑速度。经大量实验证明，在钻头体上设置6个刀翼，且每个刀翼上设置两排切削齿，当每排切削齿的数量为4个时，切削齿的排布合理，且切削齿的切屑岩屑的速度与岩屑排出的速度一致，可避免岩屑的堆积对切屑速度和切削齿使用状况的影响。当每排切削齿的数量增多，岩屑切屑的速度增大，岩屑易堆积，岩屑堆积不仅对切削齿的速度有一定的阻碍作用，且可对切削齿造成破坏，影响切削齿的使用寿命。大量实验证明，当每排切削齿的数量为4个时，其不仅切屑效率高，也不易造成岩屑的堆积。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做了细化，即下刀翼与上刀翼之间的夹角大于5度且小于35度。实验证明，当下刀翼与上刀翼之间的夹角在5度到35度时，其下刀翼侧壁对岩屑排出的阻碍作用小。当夹角度数小于5度或大于35度时，在其他条件一致时，岩屑排出的速度没有明显提高。

实施例3：

本实施例在实施例2中优选了一组数据，即下刀翼与上刀翼之间的夹角为20度。实验证明，当夹角度数为20度时，岩屑排出的速度最快。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做了如下改进，为了使该PDC钻头适应不同的石层，所述的上刀翼上两排切削齿的高度不同。