专利名称：一种兰宝石螺旋复合体全面钻进钻头的制作方法
技术领域：
本发明涉及地质勘探及石油钻井中的钻头，具体涉及一种兰宝石螺旋复合体全面 钻进钻头。
背景技术：
现有的石油钻进钻头存在以下不足1.在中硬地层中使用还能保持一定的稳定性，但转速相对较低，完井时间相对较 长，钻进中途钻头更换次数多。2.钻头牙齿磨损较快，钻头脱齿损翼现象时有发生，钻头布齿结构单一，对相对复 杂的地层无法长时间保持正常的钻井速度。3.钻头侧体面无钻头泥浆喷咀，在地层中高温高压下钻进，无法给钻头侧表面提 供有效地降温润滑条件。4.钻头外形结构单一，牙齿排列几何分布不均，非线性布齿过于密集，泥浆喷咀在 钻头侧体面上无表现、无设计，严重地制约了钻井速度的提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、安装方便、转速稳定、截面润滑降温效果好， 钻进提升阻值小，钻头顶部钻进接触面积由小到大，循序渐进，对中硬地层和复杂的砾石 层、宣武岩有较强穿过力的一种兰宝石螺旋复合体全面钻进钻头。为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的一种兰宝石锥形螺 旋复合体全面钻进钻头的特殊之处在于该钻头主体一端中空带有丝扣的钻头接头与钻杆 接口连接，由旋转中的空心钻杆给锥形螺旋钻头体提供泥浆降温、润滑、，所述锥形螺旋钻 头体上设有至少6个泥浆孔，每个泥浆孔依次分别通过钻头中空导管与第一喷咀、第二喷 咀、第三喷咀、第四喷咀、第五喷咀、第六喷咀连接，所述螺旋钻头体的凸端面依次分别与第 一复合体、第二复合体、第三复合体、第四复合体连接并镶嵌焊接有复合片，所述螺旋钻头 体的凹端面上设有第一螺旋槽、第二螺旋槽，第一螺旋槽、第二螺旋槽中依次分别安装有第 一喷咀，第二喷咀，第三喷咀，第四喷咀，锥形螺旋钻头体的侧体面中的第三螺旋槽、第四螺 旋槽分别安装有第五喷咀、第六喷咀，所述锥形螺旋钻头体的凸端面上分别安装有第一复 合体、第二复合体、第三复合体、第四复合体并镶嵌焊接有复合片，所述第一复合体、第二复 合体、第三复合体、第四复合体上分别鑲嵌后焊接有多颗复合片钻头牙齿和保径齿。所述的锥形螺旋钻头体为钨钢合金。所述的钻头牙齿为圆柱形或锥形或三角形。所述的复合体和复合片中鑲嵌后焊接的颗钻头牙齿和保径齿以几何形排列，副道 翼以非几何形排列。所述螺旋槽中的喷咀为非线性排列的喷咀。所述螺旋槽中的喷咀形状为圆形或椭圆形。
所述螺旋槽中的设置的喷咀的直径为不等径喷咀。所述锥形螺旋钻头体侧位分槽布齿和加角表面布齿。一种兰宝石梯形螺旋复合体全面钻进钻头的特殊之处在于该钻头主体的一端带 有丝扣的锥形中空接头与螺旋钻杆连接，所述梯形螺旋钻头体上设有至少6个泥浆孔，每 个泥浆孔依次分别与中空钻头体上导管连接，如第七喷咀、第八喷咀、第九喷咀、第十喷咀、 第十一喷咀、第十二喷咀与导管的连接。所述梯形螺旋钻头体的凸端面依次分别与第五复 合体、第六复合体、第七复合体、复合片连接，所述梯形螺旋钻头体的凹端面上设有第七喷 咀、第八喷咀、第九喷咀、第十喷咀，第三螺旋槽、第四螺旋槽中依次分别连接有第七喷咀、 第八喷咀、第九喷咀、第十喷咀，梯形螺旋钻头体的侧体立面中的第三螺旋槽、第四螺旋槽 分别连接有第十一喷咀、第十二喷咀，所述梯形螺旋钻头体的凸端面上分别连接有第五复 合体、第六复合体、第七复合体、复合片，所述第五复合体、第六复合体、第七复合体、复合片 上分别鑲嵌或焊接有多颗钻头牙齿，所述梯形螺旋钻头体的侧体面复合体上鑲嵌焊接有保 径齿。本发明与现有技术相比，结构简单、安装方便、转速稳定、载面润滑降温效果好，钻 进提升阻值小，钻头顶部钻进接触面积由小到大，循序渐进，对中硬地层和复杂的砾石层、 宣武岩有较强穿过力，螺旋体钻头侧体凹、凸端面处设计有喷咀，该喷咀解决了钻头高速旋 转钻进时的降温润滑；在钻头螺旋体凸面处布置有两种焊接的硬质合金材料，形状为圆柱 体，有效解决了砾石层和复杂岩层对牙齿的磨损和碰撞，避免了钻头牙齿快速损坏；钻头侧 体面设计有非线型泥浆喷咀，在地层下钻进有效地解决了钻头侧面摩擦产生的高温，并提 供钻头侧截面跟井壁摩擦时的润滑，两种结构的钻头外型为锥形或梯形，其侧立表面都布 有螺旋凹凸面及鑲嵌焊接有保径齿，截面积由小到大，循序渐进，具有很好的稳定性，抗冲 击，韧性好，耐磨损，受力均勻，螺旋体凸面阻值小，钻头侧体面同井壁接触面小，喷咀射速 高，能有效地润滑钻头摩擦体，重复修复使用性好，该产品既能单独使用，也能根据岩层硬 度同现有钻头配合调换使用。广泛用于地质勘探、石油钻井、国防等行业。
图1为本发明的锥形螺旋复合体全面钻进钻头结构示意图；图2为为图1的钻头局部剖视结构示意图；图3为图1的仰视剖面结构示意图；图4为梯形螺旋体复合全断面钻头结构示意图；图5为图4的仰视剖面结构示意图。
具体实施例方式附图为本发明的实施例。下面结合附图对发明内容作进一步说明实施例1参照图1、图2、图3所示，一种兰宝石锥形螺旋复合体全面钻进钻头主体18的一 端带有丝扣的锥形中空接头与螺旋钻杆I2连接，所述锥形螺旋钻头体4上设有至少6个泥 浆孔21，每个泥浆孔21依次分别通过丝扣中空接头与第一喷咀1、第二喷咀3、第三喷咀6、第四喷咀8、第五喷咀16、第六喷咀17连接，所述螺旋钻头体4的凸端面依次分别与第一复 合体2、第二复合体5、第三复合体7、第四复合体9、复合片10连接，所述螺旋钻头体4的凹 端面上设有第一螺旋槽11、第二螺旋槽19，第一螺旋槽11、第二螺旋槽19中依次分别连接 有第一喷咀1，第二喷咀3，第三喷咀6，第四喷咀8，锥形螺旋钻头体4的侧体面中的第三螺 旋槽22、第四螺旋槽20分别连接有第五喷咀16、第六喷咀17，所述锥形螺旋钻头体4的凸 端面上分别连接有第一复合体2、第二复合体5、第三复合体7、第四复合体9、复合片10，所 述第一复合体2、第二复合体5、第三复合体7、第四复合体9、复合片10上分别鑲嵌后焊接 有多颗钻头牙齿13，所述锥形螺旋钻头体4的侧体面复合体上鑲嵌焊接有保径齿15。所述的锥形螺旋钻头体为钨钢合金。所述的钻头牙齿为圆柱形或锥形或三角形。所述的复合体和复合片中鑲嵌后焊接的多颗钻头牙齿和保径齿以几何形排列，副 道翼以非几何形排列。所述螺旋槽中的喷咀为非线性排列的喷咀。所述螺旋槽中的喷咀形状为圆形或椭圆形。所述螺旋槽中的设置的喷咀的直径为不等径喷咀。所述锥形螺旋钻头体侧位分槽布齿和加角表面布齿。实施例2参照图4、图5所示，一种兰宝石梯形螺旋复合体全面钻进钻头的主体18的一端 带有丝扣的锥形中空接头与螺旋钻杆12连接，所述梯形螺旋钻头体14上设有至少6个泥 浆孔31，每个泥浆孔31依次分别通过导管与第七喷咀32、第八喷咀33、第九喷咀34、第十 喷咀35、第十一喷咀27、第十二喷咀28连接，所述梯形螺旋钻头体14的凸端面依次分别与 第五复合体24、第六复合体26、第七复合体29连接并镶嵌焊接有复合片30，所述梯形螺旋 钻头体14的凹端面上设有第七喷咀32、第八喷咀33、第九喷咀34、第十喷咀35，第三螺旋 槽23、第四螺旋槽25中依次分别安装有第七喷咀32、第八喷咀33、第九喷咀34、第十喷咀 35，梯形螺旋钻头体14的侧体面中的第三螺旋槽23、第四螺旋槽25分别安装有第十一喷咀 27、第十二喷咀28，所述梯形螺旋钻头体14的凸端面上分别连接有第五复合体24、第六复 合体26、第七复合体29并镶嵌焊接有多组复合片30，所述梯形螺旋钻头体14的侧体面复 合体上鑲嵌焊接有保径齿15。所述的锥形螺旋钻头体为钨钢合金。所述的钻头牙齿为圆柱形或锥形或三角形。所述的复合体和复合片中鑲嵌后焊接的颗钻头牙齿和保径齿以几何形排列，副道 翼以非几何形排列。所述螺旋槽中的喷咀为非线性排列的喷咀。所述螺旋槽中的喷咀形状为圆形或椭圆形。所述螺旋槽中的设置的喷咀的直径为不等径喷咀。所述锥形螺旋钻头体侧位分槽布齿和加角表面布齿。综上所述，螺旋钻头体连接的复合体、复合片的硬度以近似或等于兰宝石硬度，故 称兰宝石螺旋复合体全面钻进钻头，所用材料为钨合金钢复合体，复合片为硬质合金材料， 其硬度以接近或达到宝石级硬度。
权利要求
一种兰宝石锥形螺旋复合体全面钻进钻头，其特征在于该钻头主体(18)的一端带有丝扣的锥形中空接头与螺旋钻杆(12)连接，所述锥形螺旋钻头体(4)上设有至少6个泥浆孔(21)，每个泥浆孔(21)依次分别通过丝扣中空接头与第一喷咀(1)、第二喷咀(3)、第三喷咀(6)、第四喷咀(8)、第五喷咀(16)、第六喷咀(17)连接，所述螺旋钻头体(4)的凸端面依次分别与第一复合体(2)、第二复合体(5)、第三复合体(7)、第四复合体(9)、复合片(10)连接，所述螺旋钻头体(4)的凹端面上设有第一螺旋槽(11)、第二螺旋槽(19)，第一螺旋槽(11)、第二螺旋槽(19)中依次分别安装有第一喷咀(1)，第二喷咀(3)，第三喷咀(6)，第四喷咀(8)，锥形螺旋钻头体(4)的侧体面中的第三螺旋槽(22)、第四螺旋槽(20)分别安装有第五喷咀(16)、第六喷咀(17)，所述锥形螺旋钻头体(4)的凸端面上分别安装有第一复合体(2)、第二复合体(5)、第三复合体(7)、第四复合体(10)并镶嵌焊接有复合片(9)，所述第一复合体(2)、第二复合体(5)、第三复合体(7)、第四复合体(10)上分别鑲嵌焊接有多颗复合片钻头牙齿(13)，所述锥形螺旋钻头体(4)的侧体面复合体上鑲嵌焊接有保径齿(15)。
2.根据权利要求1所述的一种兰宝石锥形螺旋复合体全面钻进钻头，其特征在于所述 的锥形螺旋钻头体为钨合金钢制造。
3.根据权利要求1所述的一种兰宝石锥形螺旋复合体全面钻进钻头，其特征在于所述 的钻头牙齿为圆柱形或锥形或三角形非线性布齿。
4.根据权利要求1所述的一种兰宝石锥形螺旋复合体全面钻进钻头，其特征在于所 述的复合体中鑲嵌后焊接的复合片钻头牙齿和保径齿以几何形排列，副道翼以非几何形排 列。
5.根据权利要求1所述的一种兰宝石锥形螺旋复合体全面钻进钻头，其特征在于所述 螺旋槽中的喷咀为非线性排列的喷咀。
6.根据权利要求1或5所述的一种兰宝石锥形螺旋复合体全面钻进钻头，其特征在于 所述螺旋槽中的喷咀形状为圆形或椭圆形。
7.根据权利要求1或5所述的一种兰宝石锥形螺旋复合体全面钻进钻头，其特征在于 所述螺旋槽中的设置的喷咀的直径为不等径喷咀。
8.根据权利要求1所述的一种兰宝石锥形螺旋复合体全面钻进钻头，其特征在于所述 锥形螺旋钻头体侧位分槽布齿和加角表面布齿。
9.一种兰宝石梯形螺旋复合体全面钻进钻头，其特征在于该钻头主体一端带有丝扣的 锥形中空接头与螺旋钻杆(12)连接，所述梯形螺旋钻头体(14)上设有至少6个泥浆喷咀， 每个泥浆喷咀与(31)泥浆导管依次分别通过丝扣固定，如第七喷咀(32)、第八喷咀(33)、 第九喷咀(34)、第十喷咀(35)、第十一喷咀(27)、第十二喷咀(28)与导管(31)连接，所述 梯形螺旋钻头体(14)的凸端面依次分别与第五复合体(24)、第六复合体(26)、第七复合 体(29)连接并镶嵌焊接有复合片(30)，所述梯形螺旋钻头顶部(30)的凹端面上设有第七 喷咀(32)、第八喷咀(33)、第九喷咀(34)、第十喷咀(35)，第三螺旋槽(23)、第四螺旋槽 (25)中依次分别安装有第七喷咀(16)、第八喷咀(17)、第九喷咀(27)、第十喷咀(21)，梯 形螺旋钻头体(14)的侧体立面中的第三螺旋槽(23)、第四螺旋槽(25)分别连接有第十一 喷咀(27)、第十二喷咀(28)，所述梯形螺旋钻头体(14)的凸端面上分别安装有第五复合体 (24)、第六复合体(26)、第七复合体(29)、复合片(30)，所述第五复合体(24)、第六复合体(26)、第七复合体(29)上分别镶嵌焊接有复合片(30)多颗钻头牙齿(13)，所述梯形螺旋钻 头体(14)的侧体面复合体上鑲嵌焊接有保径齿(15)
10.根据权利要求9所述的一种兰宝石梯形螺旋复合体全面钻进钻头，其特征在于所 述喷咀形状为椭圆形和圆形两种。
全文摘要
本发明公开了一种兰宝石锥形或梯形螺旋复合体全面钻进钻头，该钻头主体一端与螺旋钻杆连接，螺旋钻头体上设有泥浆孔，泥浆孔通过丝扣中空接头与多个喷咀连接，钻头体凸端面复合体与复合片连接，钻头体凹端面上设有螺旋槽，螺旋槽中有喷咀，钻头体侧体面中螺旋槽有喷咀，钻头体凸端面复合体上分别鑲嵌后焊接有多颗钻头牙齿和保径齿。结构简单、安装方便、转速稳定、截面润滑降温效果好，钻进、提升阻值小，钻头顶部钻进接触面积由小到大，循序渐进，具有很好的稳定性，抗冲击，韧性好，耐磨损，受力均匀，重复修复使用性好。该产品既能单独使用，也能同现用钻头配合使用。广泛用于地质勘探、石油钻井、国防等行业。
文档编号E21B10/43GK101949265SQ20101027612
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者刘展, 孙颖立 申请人:刘展