[实用新型]一种钻头用圆弧柱状孕镶齿

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻井孕镶金刚石钻头，特别是一种钻头上使用的圆弧柱状孕镶齿。

背景技术

现有用于孕镶金刚石钻头的孕镶齿主要是圆柱状、椭圆柱状的，当孕镶钻头使用一段时间后，孕镶齿被井底高硬度、高研磨性的岩石磨出一个平面，形成具有一段圆弧和一段直线特征的孕镶齿。上述的孕镶齿柱体的截面几何中心线均是一条直线，因此孕镶齿的柱面为直柱面。由于孕镶钻头旋转钻进岩石会形成一个圆形的井底，在钻头外锥部分的孕镶齿就不能完全与圆形的井底重合，参与磨削破碎岩石的孕镶齿与井底的接触面积小。从而使钻头的机械钻速降低，井底的砾岩也会大量冲击孕镶齿，使孕镶齿产生折断现象，缩短钻头的使用寿命。由于孕镶齿与井底接触不充分，钻头稳定性差，破岩效率低。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种圆弧柱状孕镶齿，增加了孕镶齿与井底岩石的接触面积，相对参加磨削岩石的金刚石颗粒密度增加，提高的孕镶钻头的破岩的机械钻速和效率；使钻头的稳定性增加，且不易受岩石对孕镶齿的冲击而折断，延长了钻头的使用寿命；可以提高孕镶钻头的布齿密度，提高破岩效率。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的钻头用圆弧柱状孕镶齿，是设于钻头体上冠部轮廓的冠顶部分处的柱状体， 所述柱状体的截面几何中心形成圆弧形中心线；所述柱状体的外壁钎焊于冠顶部分上，使所述柱状体的圆弧形中心线所处的平面与钻头体的旋转轴线垂直，且所述钻头体的旋转轴线穿过圆弧形中心线的圆心。

由于采用了上述结构，该孕镶齿为钎焊于钻头体上冠部轮廓的冠顶部分处的柱状体，其中的柱状体为圆弧形柱状结构，也即孕镶齿采用圆弧柱状结构，增加了孕镶齿与井底岩石的接触面积，相对参加磨削岩石的金刚石颗粒密度增加，提高的孕镶钻头的破岩的机械钻速和效率，且圆弧柱状的孕镶齿与岩石的接触面积大，使钻头的稳定性增加，且不易受岩石对孕镶齿的冲击而折断，延长了钻头的使用寿命；所述柱状体的圆弧形中心线所处的平面与钻头体的旋转轴线垂直，使圆弧形中心线的曲率半径与该线到孕镶钻头轴线的距离相等，因此位于钻头最外侧的孕镶齿的曲率半径与钻头半径相等，使孕镶金刚石全部横向布置与孕镶钻头上，可以提高孕镶钻头的布齿密度，提高破岩效率，可以不用配合涡轮钻具使用，降低钻井成本。

本实用新型的钻头用圆弧柱状孕镶齿，所述柱状体两端的端面形状分别为圆形、椭圆形、和/或直线段与圆弧线段结合组成的形状。

由于采用了上述结构，该柱状体可以为多种结构，其中柱状体的截面和端面可以为圆形、椭圆形、或直线段与圆弧线段结合组成的形状，其中柱状体的两端可以相同也可以不同，当其两端的截面形状不同时，可以是一端面为圆形，另一端面为椭圆形；或者一端面为椭圆形，另一端面为直线段与圆弧线段结合组成的形状；或者一端面为圆形，另一端面为直线段与圆弧线段结合组成的形状。

本实用新型的钻头用圆弧柱状孕镶齿，所述柱状体两端的端面形状和面积相同。

由于采用了上述结构，使该孕镶齿便于生产和制造，且在使用过程中该孕镶齿的受力均衡，使其使用寿命更长。

本实用新型的钻头用圆弧柱状孕镶齿，所述柱状体两端的端面形状和面积不同。

由于采用了上述结构，可根据钻头的不同，选择不同结构的孕镶齿，其中可选择柱状体两端的端面形状和面积不同，可以是柱状体一端面为圆形，另一端面为椭圆形；或者一端面为椭圆形，另一端面为直线段与圆弧线段结合组成的形状；或者一端面为圆形，另一端面为直线段与圆弧线段结合组成的形状；当然也可以是柱状体的一端大一端小的结构。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、    本实用新型的钻头用圆弧柱状孕镶齿，增加了孕镶齿与井底岩石的接触面积，相对参加磨削岩石的金刚石颗粒密度增加，提高的孕镶钻头的破岩的机械钻速和效率；

2、    本实用新型的钻头用圆弧柱状孕镶齿，使钻头的稳定性增加，且不易受岩石对孕镶齿的冲击而折断，延长了钻头的使用寿命；可以提高孕镶钻头的布齿密度，提高破岩效率。

附图说明

图1是使用本实用新型的孕镶齿的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本实用新型的孕镶齿与钻头轴线的关系示意图；

图4是本实用新型中柱状体端面示意图。