[实用新型]一种混合钻头

说明书

本申请涉及一种混合钻头，其包括钻头本体、至少一个固定刀翼和至少一个牙掌；固定刀翼连接在所述钻头本体的端部，且所述固定刀翼上设有固定切削齿；牙掌连接在所述钻头本体的端部，且所述牙掌上安装有牙轮，所述牙轮上设有齿排；其中，有一个牙轮上的齿排包含有钢齿，有一个牙轮上的齿排包含有镶齿。本申请实施例提供的混合钻头上设置有钢齿和镶齿，在钢齿接触井底时，因为其较为突出的尖形结构，能够有效楔入硬塑性地层，起到预破碎致密地层的作用，而镶齿压入底层，起到预破碎地层外，还具有较强的抗研磨性和限位作用，提升了混合钻头的耐磨性和稳定性，再用固定切削齿的尖形结构进行刮削，能有效提高混合钻头的破岩效率。

技术领域

本申请涉及石油和天然气钻井技术领域，特别涉及一种混合钻头。

背景技术

在近年来的石油和天然气资源的勘探开发中，随着勘探区块的不断扩大，常常会遇到较为致密的地层，比如泥岩、膏岩和凝灰岩等具有硬塑性特点的地层，遇到该类地层，常常表现为钻进钻时极高，高达100-200min/m，而起出后钻头新度非常高，可见遇到这类弹塑性较大地层，常规圆形复合片在钻压作用下压入地层，但地层随之发生弹性变形，复合片难以有效吃入地层，导致无法形成有效刮削作用，因此提高钻头和复合片在硬塑性地层的吃入地层的能力，是解决硬塑性地层提速的一个重要思路，可以成为缩短钻井周期和降低钻井成本的重要途径和方法。

近几年，各种异形复合片层出不穷，一些齿形取得一定突破，如屋脊齿和锥形齿已经得到一定的的市场验证，但不适应这类硬塑性特点的地层，无法在该地层起到有效刮削作用。

实用新型内容

本申请实施例提供一种混合钻头，以解决相关技术中钻头在弹塑性地层中使用时存在破岩效率低的问题。

本申请实施例提供了一种混合钻头，其包括：

钻头本体；

至少一个固定刀翼，其连接在所述钻头本体的端部，且所述固定刀翼上设有固定切削齿；

至少一个牙掌，其连接在所述钻头本体的端部，且所述牙掌上安装有牙轮，所述牙轮上设有齿排；

其中，有一个牙轮上的齿排包含有钢齿，有一个牙轮上的齿排包含有镶齿。

一些实施例中，在所有的牙轮中，有一个牙轮同时设置有钢齿和镶齿。

一些实施例中，所述牙轮上的所有齿排中，其中有一个齿排由多个所述钢齿组成，另一个齿排由多个所述镶齿组成；

或者，所述牙轮上的所有齿排中，其中有一个齿排由所述钢齿和镶齿间隔排列而成；

或者，所述牙轮上的所有齿排中，其中有一个齿排由所述钢齿和镶齿散布排列而成。

一些实施例中，所述牙掌至少有两个，在所有的所述牙掌中，其中有一个牙掌的牙轮上设置钢齿，以形成全钢齿牙轮，另一个牙掌的牙轮上设置镶齿，以形成全镶齿牙轮。

一些实施例中，所述钢齿采用直钢齿、斜钢齿、弧顶钢齿或凹形钢齿。

一些实施例中，当所述钢齿采用斜钢齿时，所述斜钢齿与其所在的牙轮的轴线相对倾斜角度为0°～60°。

一些实施例中，所述钢齿表面设有耐磨敷焊层。

一些实施例中，所述耐磨敷焊层采用碳化钨或金刚石。

一些实施例中，所述镶齿采用硬质合金齿或金刚石复合齿；

和/或，所述镶齿采用锥形齿、勺形齿、楔形齿、球形齿或圆柱形齿；

和/或，所述镶齿与牙轮过盈配合、钎焊或粘结。

一些实施例中，所述固定切削齿采用硬质合金齿、金刚石复合片或由立方氮化硼聚晶材料制造的复合片；