[实用新型]一种复合钻具

说明书

本实用新型公开一种复合钻具，包括钻头基体，以及安装在钻头基体上的牙轮和刀翼，牙轮和刀翼均设置有若干组，各组刀翼间隔地固定安装在钻头基体的上部，在各个相邻两个刀翼的间隔处均固定安装有一个牙轮，刀翼包括上端和侧端，刀翼上端表面固定安装有若干前端切削齿，刀翼侧端表面涂有保颈涂层，在保颈涂层的表面固定安装有若干侧端切削齿，侧端切削齿相对于保颈涂层向外凸出，牙轮表面固定安装有若干锥形状切削齿，牙轮上的各个锥形状切削齿形成的作业端面高于刀翼上的各个前端切削齿形成的作业端面。本实用新型可避免传统钻头的PDC复合片失效问题，并且有效增强钻头耐磨性和减小磨损。

技术领域

本实用新型涉及海洋深部地质勘探装备技术领域，具体涉及一种复合钻具。

背景技术

钻头是地质特别是海洋深部地质钻探设备中的核心部件，钻头的主要作用是破损岩层，以形成钻孔，使得可完成后续钻探作业。在目前深井和海洋钻井钻探中，普遍使用的钻头是PDC钻头和牙轮钻头。

对PDC钻头而言，PDC钻头中的核心部件是PDC复合片，PDC复合片主要由金刚石层和硬质合金衬底构成，两者通过以金属钴作为粘结剂进行结合。但这样的PDC钻头，在钻探过程中，特别是在海底高压环境下进行硬质岩层钻探时，由于钻头需要承受较大扭矩，导致PDC复合片的金刚石和硬质合金层衬底发生回旋，进而导致钻头失效。另外，在海域钻井作业中，钻头长时间处于高温高压环境中，在面对硬质地层(例如碳酸盐岩、火成岩、变质岩等)等强度和硬度均较大的地层时，PDC钻头的保颈部分的磨损非常大，磨损剧烈甚至会引发井眼直径缩小等不良问题。可见，采用PDC钻头也还存在一些不足之处。

对牙轮钻头而言，现有的牙轮钻头上的切削齿多为尖齿状结构，在钻探硬质地层时，切削齿磨损非常大，并且将切削齿和牙轮本体焊接在一起，使得更换牙轮无疑也会造成额外成本。可见，采用牙轮钻头也同样存在一些不足之处。

考虑到PDC钻头和牙轮钻头均存在一些缺陷，因此，需要一种具有更好性能特别是耐磨的钻具，以能够适应深海硬岩地层的钻探需求。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的提供一种复合钻具，其能够解决钻头耐磨的问题。

实现本实用新型的目的的技术方案为：一种复合钻具，包括钻头基体，以及安装在钻头基体上的牙轮和刀翼，牙轮和刀翼均设置有若干组，各组刀翼间隔地固定安装在所述钻头基体的上部，在各个相邻两个刀翼的间隔处均固定安装有一个牙轮，

所述刀翼包括上端和侧端，刀翼上端表面固定安装有若干前端切削齿，刀翼侧端表面涂有保颈涂层，在保颈涂层的表面固定安装有若干侧端切削齿，侧端切削齿相对于保颈涂层向外凸出，

所述牙轮表面固定安装有若干锥形状切削齿，牙轮上的各个锥形状切削齿形成的作业端面高于刀翼上的各个前端切削齿形成的作业端面。

进一步地，所述刀翼呈倒L型，刀翼的上端与钻头基体的上部表面平行，刀翼的侧端与钻头基体的轴向平行。

进一步地，还包括储油仓，在所述每一个间隔处固定安装一个储油仓，所述牙轮固定安装在储油仓的顶端。

进一步地，还包括流道和水眼，在至少其中一个所述储油仓的一侧设置有水眼，水眼沿钻头基体轴向方向贯穿设置，水眼与流道贯通，流道位于所述钻头基体的下部。

进一步地，还包括排屑槽，排屑槽固定安装在所述刀翼上端表面并延伸至刀翼侧端表面。

进一步地，还包括连接口，用于将所述复合钻具与外部装置连接。

进一步地，所述连接口为螺纹接口。

进一步地，各组所述刀翼均匀等间隔地固定安装在所述钻头基体的上部。

进一步地，所述刀翼安装有3个，3个刀翼等间隔固定安装在钻头基体的上部，并相互呈120°环形分布。