[发明专利]PDC钻头

说明书

本发明提供了一种PDC钻头，该PDC钻头包括：绕PDC钻头的周向分布的芯部刀翼和外锥刀翼，芯部刀翼设有保径结构和安装有复合片切削齿的芯部安装面，外锥刀翼设有保径结构和安装有复合片切削齿的外锥安装面；芯部安装面的外轮廓的最大外径R_max、和外锥安装面的内轮廓的最小外径R_min满足：R_max≤(0.9·R_保径)，且R_min≥(0.3·R_保径)。通过本发明，缓解了现有技术中的PDC钻头在软地层钻进时，容易发生倾斜，造成井眼井斜超标的技术问题。

技术领域

本发明涉及石油钻井的技术领域，尤其涉及一种PDC钻头。

背景技术

PDC钻头广泛应用于钻井破岩中。岩石本身抗剪切强度相比于抗压强度较小，PDC钻头的破岩机理主要是剪切，使用PDC钻头钻进，提供较小的钻压就可获得较高的机械钻速。在钻井过程中，PDC钻头本身存在不平衡力，且受到反扭矩的波动的影响，在软地层钻进时，比较容易发生倾斜，造成井眼井斜超标，影响井身质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种PDC钻头，以缓解现有技术中的PDC钻头在软地层钻进时，容易发生倾斜，造成井眼井斜超标的技术问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种PDC钻头，包括：绕所述PDC钻头的周向分布的芯部刀翼和外锥刀翼，所述芯部刀翼设有保径结构和安装有复合片切削齿的芯部安装面，所述外锥刀翼设有保径结构和安装有复合片切削齿的外锥安装面；

所述芯部安装面的外轮廓的最大外径R_max、和所述外锥安装面的内轮廓的最小外径R_min满足：

R_max≤(0.9·R_保径)，

且R_min≥(0.3·R_保径)。

在优选的实施方式中，所述芯部刀翼上设有刀翼凹槽，所述刀翼凹槽位于所述芯部安装面的外侧。

在优选的实施方式中，所述芯部刀翼的保径结构与所述外锥刀翼的保径结构相同。

在优选的实施方式中，所述保径结构包括规径面和固定于所述规径面上的至少两个保径齿。

在优选的实施方式中，所述规径面设设有合金柱槽，所述保径齿过盈配合地镶嵌于所述合金柱槽。

在优选的实施方式中，所述PDC钻头包括3个所述芯部刀翼和3个所述外锥刀翼，并且所述芯部刀翼和所述外锥刀翼绕所述PDC钻头的周向依次交替分布。

在优选的实施方式中，各个所述外锥刀翼均设有3个所述复合片切削齿；3个所述芯部刀翼包括依次分布的第一芯部刀翼、第二芯部刀翼和第三芯部刀翼，所述第一芯部刀翼上设有2个所述复合片切削齿，所述第二芯部刀翼和所述第三芯部刀翼上设有3个所述复合片切削齿。

在优选的实施方式中，所述芯部刀翼具有位于芯部安装面的两侧的第一迎切面和第一背切面，所述第一迎切面和所述第一背切面相对于所述PDC钻头的轴线倾斜设置。

在优选的实施方式中，所述外锥刀翼具有位于外锥安装面的两侧的第二迎切面和第二背切面，所述第二迎切面和所述第二背切面相对于所述PDC钻头的轴线倾斜设置。

在优选的实施方式中，所述PDC钻头的钻头冠部的前端面上设有喷嘴。

在优选的实施方式中，所述喷嘴的数量为6个。

在优选的实施方式中，所述第一迎切面上和所述第二迎切面上分别设有辅助切削齿。

本发明的特点及优点是：