[发明专利]形成锻造的固定切削件式钻地钻头体的方法

说明书

形成固定切削件式钻地钻头的方法包括从基本上相同的锻造的钢质钻头体的库存中检索锻造的钢质钻头体，所述锻造的钢质钻头体包括固定刀片和在所述固定刀片之间的排屑槽。在所述刀片中形成切削件凹窝。在所述钻头体中形成喷嘴孔以提供从所述锻造的钢质钻头体的内部到所述排屑槽的流体连通。另外的方法包括：锻造在形状和配置上基本上相同的第一钢质钻头体和第二钢质钻头体，以第一配置在所述第一钢质钻头体中形成第一切削件凹窝，以及以不同的第二配置在所述第二钢质钻头体中形成第二切削件凹窝。

优先权声明

本申请要求于2017年2月27日提交的名为“METHODS OF FORMING FORGED FIXED-CUTTER EARTH-BORING DRILL BIT BODIES”的美国专利申请序列号15/443,413的申请日的权益。

技术领域

本公开的实施方案涉及形成固定切削件式钻地钻头体和钻头，诸如由钢制成的那些的方法。

背景技术

用于在地下地层中形成井筒的钻地工具可以包括紧固到主体的多个切削元件。例如，固定切削件式钻地旋转钻头(又被称为“刮刀钻头”)包括固定刀片和紧固到固定刀片的切削件。已知通过以下方式来形成固定切削件式钢质钻头：(1)对锻造的合金棒进行粗车削；(2)对车削后的棒进行热处理；(3)在车削后的棒上形成螺纹以将钻头连接到另一个短节、钻环或钻杆；(4)对钻头冠部的轮廓进行机械加工；(5)在钻头冠部中研磨刀片、排屑槽、水道、喷嘴孔和切削件凹窝；(6)将切削件定位在切削件凹窝内；以及(7)将喷嘴定位在喷嘴孔内。这个制造过程基于预先选择的设计针对每个钻头单独地执行，所述预先选择的设计包括刀片、钻井轮廓、切削件、喷嘴等的位置、长度、宽度、角度和其他参数。这类制造过程往往是耗时且昂贵的。

发明内容

在一些实施方案中，本公开包括形成用于钻地操作的固定切削件式钻头的方法。根据这类方法，从基本上相同的锻造的钢质钻头体的库存中检索锻造的钢质钻头体，所述锻造的钢质钻头体包括固定刀片和在固定刀片之间的排屑槽。在刀片中形成切削件凹窝。在锻造的钢质钻头体中形成喷嘴孔以提供从锻造的钢质钻头体的内部到排屑槽的流体连通。

在一些实施方案中，本公开包括形成用于钻地操作的固定切削件式钻头的另外的方法。根据这类另外的方法，锻造包括第一固定刀片的第一钢质钻头体。锻造包括第二固定刀片的第二钢质钻头体。第二钢质钻头体与第一钢质钻头体在形状和配置上至少基本上是相同的。沿着第一钢质钻头体的第一固定刀片以第一配置形成第一切削件凹窝。沿着第二钢质钻头体的第二固定刀片以第二配置形成第二切削件凹窝。第二配置不同于第一配置。

在一些实施方案中，本公开包括形成固定切削件式钻地钻头的方法。根据这类方法，将钢材料锻造到钻头中间结构中，所述钻头中间结构包括呈一体式单个主体的冠状部分和柄部分。冠状部分包括刀片、在刀片之间的排屑槽和沿着刀片的前缘的硬面凹槽。在柄部分上形成螺纹以形成用于将柄连接到邻近的短节、钻环或钻杆的连接区域。沿着刀片形成切削件凹窝。形成喷嘴孔以在排屑槽与钻头中间结构的中心流体通道之间提供流体连通。将硬面材料定位在硬面凹槽内。将切削件定位在切削件凹窝内。

附图说明

图1示出了根据本公开的实施方案的钻头体中间结构和锻造模具的侧视图。

图2示出了根据本公开的实施方案的图1的钻头体中间结构的底视图。

图3示出了根据本公开的另一个实施方案的钻头体中间结构和锻造模具的侧视图。

图4A至图4C示出了根据本公开的实施方案的制造钻头体的方法。

图5示出了根据本公开的实施方案的钻头体的部分透视图。

图6示出了根据本公开的另一个实施方案的钻头体的部分透视图。

图7示出了根据本公开的实施方案的钻头体的底视图。