[实用新型]孕镶PDC跨界钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻探用钻头，特别是一种具有孕镶齿和PDC复合片的混合跨界钻头。

背景技术

钻头是钻井工程中用以破碎岩石、形成井筒的破岩工具。现今钻井工程中所使用的钻头主要有牙轮钻头、PDC钻头、孕镶钻头。目前，牙轮钻头在适应地层中最为广泛、但因为牙轮是非固定结构钻头，具有轴承结构、寿命较短，难以获得较高的机械钻速和进尺。

PDC钻头在适应地层中具有机械钻速快、进尺高、钻压较小特点，在钻井工程中得到了广泛应用，但因为PDC钻头的PDC复合片中金刚石层只有2mm左右，金刚石含量较低，因此对于硬研磨性地层来说，PDC钻头的PDC复合片容易脆裂并磨损失效，使其寿命小，进尺低。PDC钻头在硬研磨性地层钻进时，往往会因为钻头失效而起钻。所以PDC钻头在硬研磨性地层中具有一定的局限性。孕镶金刚钻头是一种依靠孕镶金刚石齿中的金刚石颗粒作为磨削原件，获得进尺；但其工作原理是磨削岩石，具有机械钻速低、寿命长、进尺多的特点。

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，提供一种孕镶PDC跨界钻头，将PDC钻头的PDC复合片切削结构和孕镶金刚石钻头的孕镶齿的磨削结构结合在一起,其中孕镶齿能充当PDC复合片的缓冲节，能够减小岩石对前排PDC复合片的冲击，从而达到延长钻头寿命的作用，孕镶齿中的金刚石颗粒还能参与对岩石的磨削，能够提高钻头的破岩效率；使得该孕镶PDC跨界钻头既具有PDC钻头在硬研磨性地层中机械钻速高、进尺低的特点，又具有孕镶钻头机械钻速低、进尺高、寿命长的特点，使其比PDC钻头寿命更长，比孕镶钻头钻速更高。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的孕镶PDC跨界钻头，包括接头和连接于接头上的钻头体，所述钻头体上钎焊有孕镶金刚石齿和PDC复合片，其中所述孕镶金刚石齿钎焊于钻头体上冠部轮廓的冠顶部分和外锥部分上，所述PDC复合片钎焊于钻头体上的整个冠部轮廓上。

由于在钻头体上钎焊孕镶金刚石齿和PDC复合片，使得在钻进前期，钻头以PDC复合片剪切破碎岩石为主，可以获得较高的机械钻速，当PDC复合片磨损到一定程度后，孕镶金刚石齿参与磨削岩石，同时PDC复合片还能继续剪切破碎岩石，提高了钻头的复合破岩效率，孕镶金刚石齿还能保护PDC复合片，减少岩石对其的冲击力，延长复合片的使用寿命；从而达到增加钻头进尺和寿命的作用。本实用新型的孕镶PDC跨界钻头，孕镶PDC跨界钻头，将PDC钻头的PDC复合片切削结构和孕镶金刚石钻头的孕镶齿的磨削结构结合在一起,其中孕镶齿能充当PDC复合片的缓冲节，能够减小岩石对前排PDC复合片的冲击，从而达到延长钻头寿命的作用，孕镶齿中的金刚石颗粒还能参与对岩石的磨削，能够提高钻头的破岩效率；使得该孕镶PDC跨界钻头既具有PDC钻头在硬研磨性地层中机械钻速高、进尺低的特点，又具有孕镶钻头机械钻速低、进尺高、寿命长的特点，使其比PDC钻头寿命更长，比孕镶钻头钻速更高。

本实用新型的孕镶PDC跨界钻头，所述孕镶金刚石齿布置于钻头体钻进方向上PDC复合片的后侧，且所述孕镶金刚石齿的顶点高度低于PDC复合片顶点高度的1-3mm。

由于采用了上述结构，钻头仅能从一个方向上旋转钻进，因此在为了使钻头在钻进过程中线磨损PDC复合片，需要将孕镶金刚石齿布置于PDC复合片的后侧，且PDC复合片的出露高度（顶点）要比孕镶齿的出露高度（顶点）高1-3mm，因此当PDC复合片磨损到一定程度后，孕镶齿才起到磨削岩石的作用，从而提高该钻头的使用寿命。

本实用新型的孕镶PDC跨界钻头，所述PDC复合片为圆柱形、椭圆柱形或楔柱形，所述孕镶金刚石齿为圆柱形、椭圆柱形以及圆弧柱形。

由于采用了上述结构，可根据实际生产加工需要，选择PDC复合片和孕镶金刚石齿的形状结构，使其适用范围更广，适合推广应用。

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、    本实用新型的孕镶PDC跨界钻头，孕镶PDC跨界钻头，将PDC钻头的PDC复合片切削结构和孕镶金刚石钻头的孕镶齿的磨削结构结合在一起,其中孕镶齿能充当PDC复合片的缓冲节，能够减小岩石对前排PDC复合片的冲击，从而达到延长钻头寿命的作用，孕镶齿中的金刚石颗粒还能参与对岩石的磨削，能够提高钻头的破岩效率；