[实用新型]一种锥形齿混合钻头

说明书

本申请涉及一种锥形齿混合钻头，属于石油、天然气地质钻探用混合钻头技术领域，包括钻头体，在钻头体的端面上固定有多片刀翼、牙掌和转动连接在牙掌上的牙轮，刀翼沿钻头体的径向方向由内至外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段。切削齿，该切削齿包括锥形齿和金刚石复合片，在多片刀翼上均固定有锥形齿和金刚石复合片。本申请锥形齿混合钻头的锥形齿相对于PDC切削元件具有更强的抗冲击能力，通过锥形齿分担牙轮的钻压，可以有效提升混合钻头部分牙轮的寿命，提升钻头进尺。对于砾石、燧石结核等难钻地层，牙轮对地层预破碎，可以有效的释放地层应力，提升锥形齿的寿命，进一步提升混合钻头的寿命，提升钻头进尺。

技术领域

本申请涉及石油、天然气地质钻探用混合钻头技术领域，特别涉及一种锥形齿混合钻头。

背景技术

目前石油、天然气和地质钻井中，主要采用PDC钻头与镶齿牙轮PDC混合钻头钻进。由于材料科学的进步，PDC钻头在均质地层与软硬交错地层应用越来越广。镶齿牙轮PDC混合钻头既具有PDC钻头的机械钻速快的优势，又具有牙轮钻头扭矩低、钻进平稳的优势，使其应用范围越来越广，目前主要应用于夹层钻进、含砾石地层及定向钻进应用中。牙轮钻头由于其寿命短、机械钻速低、安全性不高，限制其使用范围越来越窄。

但对于一些砾石含量较高的地层：使用镶齿牙轮PDC混合钻头钻进时，固定切削齿部分崩齿比较严重，影响了镶齿牙轮PDC混合钻头使用寿命。使用牙轮钻头钻进时，由于牙轮冲击破碎的方式使钻进过程中跳钻比较多，牙轮轴承寿命相对较短，导致钻时短、进尺少。使用PDC钻头则由于崩齿严重，使用效果还不如牙轮钻头；使用锥形齿钻头则由于抗冲击能力不足，虽然其相对于PDC切削元件有较强的抗冲击能力，但其在砾石含量较高的地层还是容易崩齿，进尺较短。

在一些探井应用中，PDC钻头与镶齿牙轮PDC混合钻头由于破岩产生的岩屑较小，不利于对地层岩性进行分析评价，故一般不采用。由于牙轮钻头冲击破碎产生的岩屑较大，探井一般采用牙轮钻头。但牙轮钻头由于轴承寿命短，破岩效率低，导致其钻进过程中进尺短、钻速低，限制了探井的提速提效。

发明内容

本申请实施例提供一种锥形齿混合钻头，以解决相关技术中PDC钻头与镶齿牙轮PDC混合钻头由于破岩产生的岩屑较小，不利于对地层岩性进行分析评价，及轮钻头由于轴承寿命短，破岩效率低，导致其钻进过程中进尺短、钻速低的问题。

本申请实施例提供了一种锥形齿混合钻头，包括：

钻头体，所述钻头体的端面上固定有多片刀翼、牙掌和转动连接在所述牙掌上的牙轮，所述刀翼沿钻头体的径向方向由内至外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段；

切削齿，所述切削齿包括锥形齿和金刚石复合片，多片所述刀翼上均固定有所述锥形齿和金刚石复合片，所述锥形齿分布在所述刀翼的内锥、鼻部和肩部，所述金刚石复合片分布在所述刀翼的保径段。

在一些实施例中：所述钻头体上多片所述刀翼的内锥向所述钻头体的中心延伸并连成一体。

在一些实施例中：所述钻头体上多片所述刀翼之间设有排屑槽，所述排屑槽内设有喷嘴。

在一些实施例中：所述牙掌位于相邻的两片刀翼之间，所述牙掌上端与钻头体相联成一体，牙掌的下端设有轴径，所述牙轮通过轴承套设在所述轴径上。

在一些实施例中：所述牙轮上设有牙轮切削齿，所述锥形齿与所述牙轮切削齿破岩深度高差为-3mm～3mm。

在一些实施例中：所述锥形齿绕钻头体中心线旋转的轨迹与牙轮切削齿在井底的破岩环带同轨或不同轨。

在一些实施例中：所述刀翼设有四片，四片所述刀翼分成两组，每组设有两片刀翼，所述牙掌均设有两个，两个所述牙掌位于两组所述刀翼之间。

在一些实施例中：所述牙轮的破碎带覆盖所述刀翼的鼻部和肩部。