[发明专利]一种模块化组装式钢体PDC钻头

说明书

本发明涉及油田钻井工程技术领域，特别涉及一种模块化组装式钢体PDC钻头。该钻头包括分别独立的三个模块，第一模块为刀翼部件，第二模块为钻头体部件；第三模块为接头部件；刀翼部件包括至少三只刀翼，刀翼分别单独加工，刀翼按预先顺序连接在钻头体部件上；每个刀翼上径向等切分布多个切削齿孔；钻头体部件周向设有与刀翼数量相匹配的刀翼定位槽，通过刀翼定位槽将刀翼定位在钻头体部件上；钻头体部件的上端分布有喷嘴孔；钻头体部件与接头部件通过螺纹连接。本发明提供的模块化组装式钢体PDC钻头，三个模块结构简单，通过独立分体制造各部件，从而缩短加工时间，减少钻头制造周期钻头制造成本大幅下降。

技术领域

本发明涉及油田钻井工程技术领域，特别涉及一种模块化组装式钢体PDC钻头。

背景技术

PDC钻头依靠高硬度、耐磨、自锐的聚晶金刚石复合片(简称PDC齿或切削齿)作为切削元件来剪切和破碎岩石。PDC钻头在软到中硬地层中机械钻速高、寿命长，钻进成本低，因此其在油气井的钻进中得到广泛使用。

目前PDC钻头主要分为胎体式及钢体式二大类，胎体式PDC钻头由于其制造成本较高、制造周期长等因素正在逐渐被钢体式PDC钻头所替代。钢体PDC规格从4-26,在油田钻井作业中大量使用。常规的钢体PDC钻头冠部刀翼、水槽、喷嘴孔成形主要是通过五轴机床加工，由一圆柱形毛坯经过粗加工、半精加工、精加工一体形成。当加工外径超过12 1/4以上的大尺寸钢体钻头时，机加时间很长，机床及刀具损耗较大，生产效率低，影响钻头产能。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明提供了一种模块化组装式钢体PDC钻头，以克服现有的钻头结构复杂，生产时间较长，机床及刀具损耗较大，生产效率低，影响钻头产能等缺陷。

等缺陷。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种模块化组装式钢体PDC钻头，包括：分别独立的三个模块，分别为第一模块、第二模块和第三模块；

所述第一模块为刀翼部件，第二模块为钻头体部件；第三模块为接头部件；

所述刀翼部件包括至少三只刀翼，所述至少三只刀翼分别单独加工，所述刀翼按预先顺序连接在钻头体部件上；每个刀翼上径向等切分布多个切削齿孔；钻头复合片切削齿钎焊在所述刀翼齿孔中；

所述钻头体部件周向设有与刀翼数量相匹配的刀翼定位槽，通过所述刀翼定位槽将刀翼定位在钻头体部件上；

所述钻头体部件的上端分布有喷嘴孔；合金喷嘴镶装在所述喷嘴孔中；

所述钻头体部件与接头部件通过螺纹连接。

优选地，所述刀翼选用合金钢材料，所述刀翼的切削轮廓形状依据所钻地层设计；刀翼的切削轮廓形状为抛物线型。

优选地，所述刀翼的切削轮廓形状由数控火焰切割机下料；所述刀翼齿孔的铣削由五轴数控机床完成。

优选地，所述刀翼的刀翼齿孔周边、刀翼顶部、刀翼侧面保径部位铺焊一层合金强化层。

优选地，所述钻头体部件采用合金钢材料，钻头体部件的下端车有螺纹，通过螺纹与接头部件连接。

优选地，所述接头部件采用合金钢材料，上部车有削螺纹，与钻头体螺纹连接，其底部设有外螺纹，与钻具相连接。

优选地，所述钻头体部件和接头部件通过螺纹连接后再通过环缝焊接在一起。

（三）有益效果