锥尖齿结构pdc钻头的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种钻头，尤其是石油天然气开发钻井用钻头，属于钻头制造技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，PDC(聚晶金刚石复合片)钻头是石油天然气开发钻井的重要工具，其使用性能直接影响石油天然气的开发成本。PDC钻头保持长的使用寿命和高的机械钻速将大幅减少钻井过程中的起下钻次数，缩短建井周期，降低钻井综合成本。而PDC钻头的使用性能又是由其切削结构决定的，PDC钻头的切削结构是钻头用于破岩的“切削刃”，它通常由一系列按照一定的布置规则镶嵌于钻头刀翼上的常规roc复合片组成。工作状态下，切削结构直接接触地层并在钻压和扭矩的双重作用下破碎井底岩石，引导井眼向地层深处延伸，切削结构性能的优劣决定了钻头的使用效果。
[0003]在过往的发展历程中，人们主要从PDC复合片的交界面结构、PDC复合片的加工工艺及金刚石层的原材料等方面入手不断的提升roc复合片的抗冲击性能、抗研磨性能、热稳定性能，并由此助推了PDC钻头的推广应用。然而随着roc复合片生产技术和PDC钻头设计理论的的日臻完善，通过常规PDC复合片及由其组成的切削结构的改进推动钻头更新换代的周期越来越长。因此，通过创新推动新型钻头的出现以匹配不断提升的钻井技术显得越来越迫切。
【实用新型内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型提供一种锥尖齿结构roc钻头。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:锥尖齿结构PDC钻头，包括接头、基体、喷嘴、切削结构、刀翼和保径块，切削结构中的主切削齿由锥尖齿和常规roc复合片布置构成，钻头每刀翼的主动保径部位至少布置一颗常规roc复合片作为主动保径齿。
[0006]本实用新型的有益效果是，所采用的切削刃呈圆锥形的锥尖齿相比常规PDC复合片具有更厚的金刚石层厚度和更小的齿顶曲率半径，这种结构形式使得锥尖齿的抗研磨性能和抗冲击性能有了大幅的提升。同时，在相同的钻压条件下，锥尖齿比常规roc复合片更加容易钻入地层。锥尖齿所具有的性能上的优点使得由其构成的钻头切削结构在高的切削力条件不但不易发生异常损坏，反而能够充分利用这种高的切削力快速的钻入地层。通过提高钻头切削结构的抗研磨性能、抗冲击性能和攻击性能，进而大幅提高钻头的使用寿命和机械钻速，缩短了建井周期，降低了钻井综合成本。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型总体结构示意图；
[0008]图2为钻头内锥部位主切削齿为锥尖齿的布齿示意图；；
[0009]图3是钻头鼻部主切削齿为锥尖齿的布齿示意图；
[0010]图4为钻头外肩部主切削齿为锥尖齿的布齿示意图；
[0011 ]图5为钻头主切削结构全部为锥尖齿的布齿示意图；
[0012]图6为钻头主切削齿为间隔布置的锥尖齿和常规roc复合片，且二者齿顶等高的布齿不意图；
[0013]图7为钻头主切削齿为间隔布置的锥尖齿与常规roc复合片，且二者齿顶不等高的布齿示意图。
[0014]图中零部件及编号:
[00?5] I 一接头，2—基体，3—喷嘴，4 一切削结构，5—刀翼，6—保径块，
[0016]7—锥尖齿，8—常规roc复合片。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本实用新型进一步说明。
[0018]参见图1，锥尖齿结构roc钻头，包括接头1、基体2、喷嘴3、切削结构4、刀翼5和保径块6，切削结构4中的主切削齿由锥尖齿7和常规PDC复合片8布置构成，钻头每刀翼5的主动保径部位至少布置一颗常规roc复合片8作为主动保径齿。以保证井眼质量。
[0019]锥尖齿7布置于刀翼5的内锥部，常规roc复合片8布置于刀翼(5)的鼻部和外肩部。如图2。
[0020]锥尖齿7布置于刀翼5的鼻部，常规PDC复合片8布置于刀翼5的内锥部和外肩部。如图3。
[0021]锥尖齿7布置于刀翼5的外肩部，常规roc复合片8布置于刀翼5的内锥部和鼻部。如图4。
[0022]锥尖齿7布置于刀翼5的内锥部、鼻部和外肩部。如图5。
[0023]锥尖齿7与常规H)C复合片8交替布置于刀翼5的内锥部、鼻部和外肩部，且锥尖齿7的齿顶与常规roc复合片8齿顶等高。如图6。
[0024]锥尖齿7与常规roc复合片8交替布置于刀翼5的内锥部、鼻部和外肩部，且锥尖齿7的齿顶高于常规roc复合片8的齿顶。如图7。
[0025]上述的六种锥尖齿布置方案用以匹配不同的钻头应用条件。应根据不同的地层条件、钻具组合、钻井参数等优选不同的切削结构配置方式，以使钻头的使用寿命、机械钻速、导向能力等综合性能达到最优。
【主权项】
1.一种锥尖齿结构PDC钻头，包括接头(I)、基体(2)、喷嘴(3)、切削结构(4)、刀翼(5)和保径块(6)，其特征在于，切削结构(4)中的主切削齿由锥尖齿(7)和常规PDC复合片(8)布置构成，钻头每个刀翼(5)的主动保径部位至少布置一颗常规roc复合片(8)作为主动保径齿。2.根据权利要求1所述的锥尖齿结构roc钻头，其特征在于，所述的锥尖齿(7)布置于刀翼(5)的内锥部，常规F1DC复合片(8)布置于刀翼(5)的鼻部和外肩部。3.根据权利要求1所述的锥尖齿结构roc钻头，其特征在于，所述的锥尖齿(7)布置于刀翼(5)的鼻部，常规F1DC复合片(8)布置于刀翼(5)的内锥部和外肩部。4.根据权利要求1所述的锥尖齿结构roc钻头，其特征在于，所述的锥尖齿(7)布置于刀翼(5)的外肩部，常规F1DC复合片(8)布置于刀翼(5)的内锥部和鼻部。5.根据权利要求1所述的锥尖齿结构roc钻头，其特征在于，所述的锥尖齿(7)布置于刀翼(5)的内锥部、鼻部和外肩部。6.根据权利要求1所述的锥尖齿结构PDC钻头，其特征在于，所述的锥尖齿(7)与常规PDC复合片(8)交替布置于刀翼(5)的内锥部、鼻部和外肩部，且锥尖齿(7)的齿顶与常规TOC复合片(8)的齿顶等尚。7.根据权利要求1所述的锥尖齿结构PDC钻头，其特征在于，所述的锥尖齿(7)与常规PDC复合片(8)交替布置于刀翼(5)的内锥部、鼻部和外肩部，且锥尖齿(7)的齿顶高于常规PDC复合片(8)的齿顶。
【专利摘要】本实用新型公开了一种锥尖齿结构PDC钻头，属于钻头制造技术领域。它包括接头、基体、喷嘴、切削结构、刀翼和保径块，切削结构中的主切削齿由锥尖齿和常规PDC复合片布置构成，钻头每刀翼的主动保径部位至少布置一颗常规PDC复合片作为主动保径齿。本实用新型通过提高钻头切削结构的抗研磨性能、抗冲击性能和攻击性能，提高了钻头的使用寿命和机械钻速，缩短了建井周期，降低了钻井综合成本。
【IPC分类】E21B10/54, E21B10/43
【公开号】CN205370452
【申请号】CN201620069958
【发明人】韦红术, 张卫国, 刘志鹏, 艾飞, 周苗苗
【申请人】成都百施特金刚石钻头有限公司, 中海石油(中国)有限公司深圳分公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月25日