[发明专利]一种异型结构PDC钻头

权利要求书

1.一种异型结构PDC钻头，其特征在于主体结构包括切削翼、稳定翼、PDC切削齿、球形稳定齿、钻头保颈、PDC侧向切削齿、球形抗磨齿、流体通道和联接丝扣，切削翼与稳定翼沿周向相互间隔均匀分布，稳定翼出露钻头本体部分短于切削翼，保证异型结构PDC钻头钻进时仅切削翼接触地层并破碎岩石；切削翼的冠部烧结、镶装或粘结有PDC切削齿和球形稳定齿，PDC切削齿用于切削地层岩石，球形稳定齿用于防止钻进过程中脆性PDC切削齿因切削不均匀引起的振动/涡动，避免PDC切削齿崩断损坏；切削翼与稳定翼的侧面均设有钻头保颈，钻头保颈上镶有PDC侧向切削齿和球形抗磨齿，保证钻头在井底能够稳定工作，有效缓解因异型结构PDC钻头与地层接触的切削翼数量减少而导致的钻头有害振动、涡动，以及井斜问题，在实现高效破岩快速钻井的同时，延长钻头寿命，保证钻头行程钻速；钻头本体开有若干圆形、矩形、椭圆形或其他闭合曲线形成的流体通道用于及时清除钻屑，流体通道的数量根据实际需求确定，联接丝扣设置在钻头的顶部，用于连接外接的使用钻头的设备；切削翼、稳定翼上均布置有PDC切削齿，PDC切削齿的密度及大小根据所钻地层的硬度和研磨性确定，在较软地层采用16mm～19mm的切削齿，在研磨性较强、硬度较高的地层采用13mm的切削齿，并提高布齿密度；PDC侧向切削齿同时布置在切削翼、稳定翼的根部，球形稳定齿布置在钻头保颈上，侧向切削齿、球形稳定齿直径大小均与PDC切削齿相同，PDC侧向切削齿、球型稳定齿布齿间距分别小于其直径；切削翼、稳定翼的数量及布置方式根据不同尺寸及要求的钻头力平衡设计确定。

2.根据权利要求1所述异型结构PDC钻头，其特征在于所述PDC切削齿、球形稳定齿和钻头保颈均采用人造金刚石复合片制成。

3.根据权利要求1所述异型结构PDC钻头，其特征在于采用所述异型结构PDC钻头钻进时，施加钻压于所述异形结构PDC钻头上，仅钻头切削翼与钻遇地层保持接触，钻压通过钻头作用于切削翼上所布置的PDC切削齿；而且异形结构PDC钻头，切削翼数量少，PDC切削齿布置密度小，作用在单体PDC切削齿上的钻压大大增加；在钻压作用下，PDC切削齿结构能够有效吃入地层，伴随着异形PDC钻头的周向转动，PDC切削齿开始刮削地层岩石，形成有效进尺。