[发明专利]一种复合片钻头

说明书

本发明公开了一种复合片钻头，包括上部的连接柄及与连接柄下端相连的钻削部，所述钻削部上设置有多个刀翼，所述刀翼包括翼板及喷焊于翼板外侧的耐磨层，所述耐磨层作为刀翼的表层。本钻头结构简单，制作成本低。

技术领域

本发明涉及地质钻探设备技术领域，特别是涉及一种复合片钻头。

背景技术

现有技术中，PDC钻头被广泛运用于石油钻井过程中，由于钻头设计和齿的改进，PDC钻头的可定向性也随之提高，这进一步削弱了过去在马达钻井中牙轮钻头的优势。目前，PDC钻头每天都在许多地层的钻井应用中排挤掉牙轮钻头的市场。

进一步优化PDC钻头的结构设计，以改善PDC钻头的性能，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述提出的进一步优化PDC钻头的结构设计，以改善PDC钻头的性能，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题的问题，本发明提供了一种复合片钻头，本钻头结构简单，制作成本低。

本方案的技术手段如下，一种复合片钻头，包括上部的连接柄及与连接柄下端相连的钻削部，所述钻削部上设置有多个刀翼，所述刀翼包括翼板及喷焊于翼板外侧的耐磨层，所述耐磨层作为刀翼的表层。

本方案中，由于刀翼为钻头上直接与岩土相互作用的部件，同时刀翼的与岩土的作用方式一般为刮削，故为延长刀翼的使用寿命，现在有技术中，刀翼一般采用昂贵耐磨材料整体制成。

本方案中，设置为所述刀翼包括翼板及耐磨层，且所述耐磨层为采用喷焊制备，这样，相较于现有刀翼设置方式，不仅可获得理想的心部韧性；同时由于只需刀翼的表层具有理想的耐磨性能，故以上结构设计所需要的耐磨材料更少，有利于降低刀翼的材料成本；同时现有技术中，随着喷焊技术的成熟，不仅喷焊实施成本低，且所得耐磨层与翼板之间不会形成明显的强度分割层，故耐磨层不易由翼板上剥离。即本方案还具有性能可靠、使用寿命长的特点。

更进一步的技术方案为：

所述钻削部内还设置有冲洗水流道；所述连接柄呈上端开口的筒状结构，冲洗水流道的上端均与连接柄上的中心孔相连，还包括设置于钻削部内的反喷流道，还包括安装于反喷流道内的弹性片，所述弹性片的一端与反喷流道的孔壁固定连接，另一端延伸至反喷流道中。

作为本领域技术人员，在一种复合片钻头工作时，所述冲洗水流道用于向钻削部的外缘引入冲洗水，所述反喷流道与冲洗水流道相通，且反喷流道用于将冲洗水流道中的流体引入至钻削部的上侧，从而达到避免冲洗水流道中压力过高的问题。本方案中，设置为所述反喷流道中还设置有弹性片，且弹性片的一端与反喷流道的孔壁固定连接，另一端延伸至反喷流道中，这样，在冲洗水流道内压力变大时，弹性片通过弹性变形，可增大反喷流道的流通能力，这样，使得反喷流道的工作状态受冲洗水流道中水压控制，即起到自泄压作用；同时，通过所述弹性片实现自泄压，使得本方案结构简单，易于制造和使用；同时，由于弹性片可发生弹性变形，故本方案在使用过程中还具有良好的防反喷流道堵塞性能。

所述刀翼相互之间相对于连接柄的轴线呈环形均布，且刀翼的下端之间围成位于钻削部下端的底部槽，还包括开设于钻削部上的多个排泥孔，所述排泥孔的下端与底部槽的顶部相接，所述排泥孔的上端延伸至连接柄与钻削部的相接位置。本方案中，所述刀翼为钻削部上直接用于与岩土作用以实现钻削的部件，本方案中，多个刀翼环形均布且在钻削部的下端围成底部槽，在钻头工作过程中，钻头与岩土作用所产生的钻泥可由各排泥孔中排至连接柄与钻削部的相接位置，而以上相接位置相当于为钻头的缩颈位置，故采用本方案，在不影响刀翼数量、尺寸和布局的情况下，可增大钻泥排出通道的截面尺寸，从而达到改善钻头工作过程中的包泥情况的目的。

为避免在钻头上形成应力集中，设置为：所述连接柄的侧面与钻削部的侧面均为光滑面，且连接柄与钻削部通过光滑面相接。

为使得钻头在工作过程中各点受力更为均匀，多个排泥孔相对于连接柄的轴线呈环形均布关系。