[实用新型]钝角多刃口切削齿和PDC钻头

说明书

本实用新型涉及一种钝角多刃口切削齿和PDC钻头，钝角多刃口切削齿包括齿本体，齿本体的上端面设置有切削面，所述切削面包括由至少两个刃口连接而成的钝角切削刃，刃口的轮廓线是直线或曲线，所述刃口的轮廓线依次连接形成夹角A，或所述刃口的轮廓线在相交点处其切线形成夹角A，所述夹角A为钝角。PDC钻头包括该钝角多刃口切削齿。本实用新型所提供的钝角多刃口切削齿和PDC钻头，旨在通过改变钝角切削刃的钝角角度调节破岩攻击性，增强破岩的平稳性，来降低破岩过程中常规钻头初期齿磨损现象，延长切削齿使用寿命，降低出现损坏切削齿甚至钻头体的情况。

技术领域

本实用新型涉及钻具技术领域，具体为一种钝角多刃口切削齿和PDC钻头。

背景技术

聚晶金刚石复合片(Polycrystalline Diamond Compact，PDC)钻头由于机械钻速高、钻进效率高、寿命长，在石油钻探等领域得到广泛的应用，特别适用于软到中硬岩层中钻进。PDC齿由聚晶金刚石层和硬质合金基座复合而成，传统PDC齿采用圆柱形齿，一个个圆柱形PDC齿组成钻头的切削轮廓，其切削轮廓与理论轮廓有差异，导致钻头实际破岩工作状态与理想设计工况差别较大，难以分析钻头的工作状况及磨损损坏情况，给钻头的设计优化带来困难；为使切削轮廓更接近理论设计轮廓，需要对圆柱形齿进行加密布齿，圆柱形齿在钻进时，齿与井底岩石的接触圆弧，将直接侵入变成了曲线的包络，增加了接触面积，削弱了齿及钻头的吃入(侵入)能力。

PDC钻头切削齿的磨损是在机械、热、化学的综合作用下，产生摩擦磨损、剥落磨损、粘结磨损以及氧化磨损等的结果，是一个十分复杂的过程。其中，摩擦磨损是任何刀具切削过程中都存在的物理现象。随着浅层油气资源的不断枯竭，油气勘探开发正从常规油气藏向低渗透和非常规油气藏转变，从浅层向深层、超深层发展，导致钻井难度越来越大。采用常规PDC钻头在极硬、强研磨性和硬塑性等地层中，机械钻速低，使用寿命短，因此，亟需开发新型PDC钻头。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钝角多刃口切削齿和PDC钻头，以解决上述背景技术中提及的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种钝角多刃口切削齿，包括齿本体，所述齿本体的上端面设置有切削面，所述切削面包括由至少两个刃口连接而成的钝角切削刃，所述刃口的轮廓线是直线或曲线，所述刃口的轮廓线依次连接形成夹角A，或所述刃口的轮廓线在相交点处其切线形成夹角A，所述夹角A为钝角。通过改变钝角切削刃的钝角角度调节破岩攻击性，增强破岩的平稳性，来降低破岩过程中常规钻头初期齿磨损现象，延长切削齿磨损寿命，降低出现损坏PDC齿甚至钻头体的情况。

作为优选方案，所述刃口的轮廓线是曲线，所述曲线的曲率半径大于切削面的半径。

作为优选方案，所述夹角A的角度设置为105°≤A≤179°。

作为优选方案，所述钝角切削刃的轮廓至原始切削刃的圆心的距离S的范围为0.2R≤S≤0.95R，R为原始切削刃的半径或短径。

作为优选方案，所述钝角切削刃的轮廓两端点间的距离D的范围设置为0.5R≤D≤2R，R为原始切削刃的半径或短径。

作为优选方案，钝角多刃口切削齿的钝角切削刃对应的齿侧与切削面的轴向斜角B的角度范围设置为70°≤B≤105°。

本实用新型还提供一种PDC钻头的技术方案，包括钻头体及连接于钻头体上端的若干组刀翼，所述刀翼的冠部分布有若干个切削齿，每组刀翼至少有一个切削齿设置为上述钝角多刃口切削齿。

作为优选方案，所述钝角多刃口切削齿设置在所述钻头体横截面的三分之二半径区域内，在钻进过程中，钝角多刃口切削齿设置的范围越广，钻头切削轮廓越接近设计理论轮廓，设计或优化的误差越小。