[发明专利]一种能够降低钻头粘滑振动的切削齿

说明书

本发明涉及钻头技术领域，具体涉及一种能够降低钻头粘滑振动的切削齿，包括硬质合金基体和聚晶金刚石层，聚晶金刚石层具有两个导流槽、两个扇形曲面、第一平面和第二平面，两个扇形曲面与聚晶金刚石层外缘形成弧形切削刃，第一平面、第二平面和第四导流槽平面形成侧棱脊形切削刃，在使用时，导流槽的扇形入口先吃入地层，随着钻压的增大，切削齿的切削深度逐渐增加，切削单元逐步扩展至上部扇形区域，此区域中部有变前倾角的棱脊，能够保证切削深度增大，但切削载荷增幅较小，侧棱脊形切削刃对块状岩屑进行进一步破碎，从导流槽排出，起到了强化切削的效果，从而可以有效降低钻头粘滑振动，提高钻进效率。

技术领域

本发明涉及钻头技术领域，尤其涉及一种能够降低钻头粘滑振动的切削齿。

背景技术

现有多种类型的井下切割工具，例如钻头，包括牙轮钻头、刮刀钻头，铣削工具。切割元件由沉积到基体上或以其他方式结合到基体上的超硬切割表层的刮刀钻头在本领域中被称为聚晶金刚石复合片钻头。

油气勘探开发正逐步走向深部、超深部油藏。随着井深的增加，岩石的硬度和塑性增强，可钻性变差，严重影响钻进效率。现有常规齿破岩时前倾角固定，不随切削深度变化，且切削深度越大，切削载荷越大。因此，当钻压增大时，切削载荷也随之增大，可诱导钻头发生粘滑振动，导致钻头钻进速度降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低钻头粘滑振动的切削齿，可以有效降低钻头粘滑振动，提高钻进效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种能够降低钻头粘滑振动的切削齿，包括硬质合金基体和聚晶金刚石层，所述聚晶金刚石层与所述硬质合金基体固定连接，并位于所述硬质合金基体顶部，所述聚晶金刚石层具有两个导流槽、两个扇形曲面、第一平面和第二平面，所述导流槽包括第一导流槽平面、第二导流槽平面、第三导流槽平面、第四导流槽平面和第五导流槽平面，两个所述扇形曲面与所述聚晶金刚石层外缘形成弧形切削刃，所述第一平面、所述第二平面和所述第四导流槽平面形成侧棱脊形切削刃。

其中，所述第一平面和所述第四导流槽平面的夹角范围为20°～179.8°。

其中，两个所述导流槽的夹角范围为10°～145.8°。

其中，所述第一平面与水平面的夹角范围为90.1°～145°。

其中，所述第二平面与水平面的夹角范围为145.1°～179.9°。

其中，两个所述扇形曲面形成棱脊线，所述棱脊线与水平面的夹角范围为30°～60°。

本发明的一种能够降低钻头粘滑振动的切削齿，所述硬质合金基体为圆柱形，所述聚晶金刚石层底部为圆形，与所述硬质合金基体连接，所述聚晶金刚石层顶部为扇形，两个所述导流槽的延长线相交于两个所述扇形曲面的圆心，两个所述导流槽之间为棱脊，所述侧棱脊形切削刃共有两条，所述弧形切削刃以一定角度先吃入地层，可以对岩石进行预破碎，形成块状岩屑，有较强的犁削效果，提高了金刚石复合片的破碎钻进性能，降低了切削阻力，提高了钻具的机械钻速，两条所述侧棱脊形切削刃随着钻进的进行，对块状岩屑进行进一步破碎，形成较小的岩屑，并起到分流作用，所述导流槽再起到引导岩屑排出的作用，起到了强化切削的效果，进一步提高了切削效率，在使用时，所述导流槽的扇形入口先吃入地层，随着钻压的增大，切削齿的切削深度逐渐增加，切削单元逐步扩展至上部扇形区域，此区域中部有变前倾角的棱脊，能够保证切削深度增大，但切削载荷增幅较小，从而可以有效降低钻头粘滑振动，提高钻进效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种能够降低钻头粘滑振动的切削齿的整体的结构示意图。