专利名称：具有新型胎体的pdc钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地质钻井用钻头的技术领域，尤其涉及一种具有新型胎体的 PDC钻头。
背景技术：
目前在地质勘探，开采，石油钻采中PDC钻头的年进尺数量已经居于钻井进尺的前列，PDC钻头的应用越来越广。PDC钻头的胎体因其良好的优越性，一直在钻井行业中遥遥领先，而制造PDC钻头的胎体时需要使用大量的碳化物，金属镍，金属钨等，随着这些贵重不可再生金属的逐步减少，PDC钻头的胎体成本攀升十分迅猛。而且，PDC钻头的胎体在使用中由于抗冲击性和韧性不佳，在受到较大的冲击时容易出现刀翼断裂的情况，导致出现钻井事故，为生产和勘探带来安全隐患。目前使用的胎体PDC钻头主要由碳化物烧结胎体组成，其中钢芯的含量在单只钻头中不到40%，这样就占用了大量的资源。为此，本实用新型的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种具有新型胎体的PDC钻头，以克服上述缺陷。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种具有新型胎体的PDC钻头，其结构简单，操作方便，易于更换，且能降低胎体材料的使用，降低制造成本，同时还能提高安全性能。为实现上述目的，本实用新型公开了一种具有新型胎体的PDC钻头，该PDC钻头包括钻头本体1、至少两个以上的刀翼2、切削齿3、喷水眼4和连接焊缝5，其特征在于钻头本体1为圆柱状，至少两个以上的刀翼2间隔分布于钻头本体1的周围，喷水眼4设置于钻头本体1上，每个刀翼2的切削刃上设置有至少一个切削齿3，刀翼2与钻头本体1通过连接焊缝5连接。其中，该刀翼2由钢芯6和胎体7组成。其中，切削齿3设置于胎体7上。其中，切削齿3的直径范围为Φ5.0-Φ40.0πιπι。其中，每个刀翼2上设置1-25个切削齿3。其中，钻头本体1上设置有3-20个刀翼2。通过上述结构，本实用新型具有以下技术效果1、钻头本体和刀翼均可视为钻头的组装标准件进行批量制造，钻头生产周期短， 制造成本低；2、钻头上仅刀翼上在前面工作部位为胎体，其余位置均为钢材，有色金属使用量
大大减少，而钻头性能不受影响，可以降低单只钻头成本，成为替代目前产品的主要途径之 3、刀翼的心部为钢芯，与钻头本体之间采用焊缝连接，刀翼的抗冲击性，柔韧性优于现有的整体式胎体PDC钻头，从而钻头的安全性能更优越；4、刀翼分体制造，缩小了模具体积，不但降低了制造能耗，同时解决目前行业内钻头尺寸大于16英寸时烧结困难的难题，便于制造大尺寸的胎体PDC钻头。本实用新型的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
图1显示了本实用新型的具有新型胎体的PDC钻头的立体示意图。图2显示了本实用新型的具有新型胎体的PDC钻头的截面剖视图。图3显示了本实用新型的具有新型胎体的PDC钻头的刀翼的立体示意图。图4显示了图3中A-A方向的剖视图。
具体实施方式
参见图1，显示了本实用新型的具有新型胎体的PDC钻头的立体示意图，该PDC钻头主要包括钻头本体1、至少两个以上的刀翼2、切削齿3、喷水眼4和连接焊缝5。其中，钻头本体1为钢材，至少两个以上的刀翼2间隔分布于钻头本体1的周围， 优选钻头本体1上设有3-20个刀翼，每个刀翼2的切削刃上设置有至少一个切削齿3，优选的每个刀翼2有1-25个切削齿3，其中，切削齿3的直径范围为Φ5. 0-Φ40. Omm,多个喷水眼4设置于刀翼2之间的钻头本体1上，每个刀翼2通过连接焊缝5与钻头本体1连接。通过上述描述可知，刀翼和钻头本体为分体设置，各自单独加工制造，然后再通过连接焊缝将加工好的钻头本体和刀翼连接在一起，从而形成一个新的钻头。参见图2，显示了本实用新型的具有新型胎体的PDC钻头的截面剖视图，其中刀翼 2通过两侧的连接焊缝5与钻头本体1连接。参见图3和图4，显示了本实用新型的具有新型胎体的PDC钻头的刀翼2，该刀翼 2由钢芯6和胎体7组成，刀翼2的根部为钢芯6，通过钢芯6的良好焊接功能，通过焊缝5 将根部的钢芯6进行焊接连接，刀翼2的顶部为胎体7，切削齿3设置于胎体7上，优选的是，钢芯6上设有凸起，悬挂槽，悬挂孔等，增加了胎体7与钢芯6的结合性，同时提高胎体 7的韧性，由此加强了钢芯6和胎体7之间的连接和定位，胎体7上设置有供多个切削齿3 固定的切削齿座8，每个切削齿3稳固的固定于切削齿座8中。本实用新型的改进之处在于刀翼2与钻头本体1分开制造，刀翼2中包含有供焊接连接用的钢芯6，在钢芯6上附有胎体7，把加工有喷水眼4及定位槽的钻头本体1与加工好的刀翼2进行组装定位好后，通过焊缝5使得刀翼2与钻头本体1成为一体得到钻头的雏形；而后通过钎焊的方法把切削齿3焊接于钻头上得到一直完整的钻头。同时介绍本实用新型的具有新型胎体的PDC钻头的制造方法步骤一、采用机加工方式按照设计需求加工出钻头本体，并在钻头本体上加工需要的水眼并预留用于刀翼组装定位的定位槽或定位孔；步骤二、采用机加工制造出钢芯，把钢芯放入对应的石墨模具内添加碳化钨粉或其他耐磨粉料，采用烧结或其他工艺方法使钢芯与胎体组合得到刀翼；步骤三、把刀翼按照设计要求加工出焊缝破口，定位孔等，把刀翼组装固定于钻头本体上，采用电焊方法得到连接焊缝，从而组装至钻头本体；[0034]步骤四、通过钎焊或其他方法在刀翼上焊接切削齿，在喷水眼内安装上喷嘴，在加工好的钻头本体上装上钻杆接头等。本实用新型的结构有如下优势1、钻头本体和刀翼均可视为钻头的组装标准件进行批量制造，钻头生产周期短， 制造成本低；2、钻头上仅刀翼上在前面工作部位为胎体，其余位置均为钢材，有色金属使用量
大大减少，而钻头性能不受影响，可以降低单只钻头成本，成为替代目前产品的主要途径之 3、刀翼的心部为钢芯，与钻头本体之间采用焊缝连接，刀翼的抗冲击性，柔韧性优于现有的整体式胎体PDC钻头，从而钻头的安全性能更优越；4、刀翼分体制造，缩小了模具体积，不但降低了制造能耗，同时解决目前行业内钻头尺寸大于16英寸时烧结困难的难题，便于制造大尺寸的胎体PDC钻头。由此可知，本实用新型具有新型胎体的PDC钻头能大大降低胎体PDC钻头的原料使用量，使单只钻头胎体体积下降到整只钻头的三分之一以下，即降低胎体材料一半以上， 能极大的降低钻头胎体成本，同时还提高钻头刀翼的安全性，在保持于传统工艺生产的PDC 性能相同的同时提出本新型的具有新型胎体的PDC钻头，并且新型胎体便于批量生产和推广，具有广阔的市场前景，无疑可以成为目前胎体PDC钻头的替代产品。显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本实用新型的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本实用新型不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本实用新型的教导的特定例子，本实用新型的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。
权利要求1.一种具有新型胎体的PDC钻头，该PDC钻头包括钻头本体(1)、至少两个以上的刀翼(2)、切削齿(3)、喷水眼(4)和连接焊缝(5)，其特征在于钻头本体(1)为钢材，至少两个以上的刀翼(2)间隔分布于钻头本体(1)的周围，喷水眼(4)设置于钻头本体(1)上，每个刀翼O)的切削刃上设置有至少一个切削齿(3)，刀翼 (2)与钻头本体(1)通过连接焊缝( 连接。
2.如权利要求1所述的PDC钻头，其特征在于，该刀翼⑵由钢芯(6)和胎体(7)组成。
3.如权利要求2所述的PDC钻头，其特征在于，切削齿(3)设置于胎体(7)上。
4.如权利要求1所述的PDC钻头，其特征在于，切削齿⑶的直径范围为 Φ5. 0-Φ40. 0_。
5.如权利要求1所述的PDC钻头，其特征在于，每个刀翼O)上设置1-25个切削齿⑶。
6.如权利要求1所述的PDC钻头，其特征在于，钻头本体(1)上设置有3-20个刀翼⑵。
专利摘要本实用新型涉及一种具有新型胎体的PDC钻头，该PDC钻头包括钻头本体(1)、至少两个以上的刀翼(2)、切削齿(3)、喷水眼(4)和连接焊缝(5)，其中，钻头本体(1)为圆柱状，至少两个以上的刀翼(2)间隔分布于钻头本体(1)的周围，喷水眼(4)设置于钻头本体(1)上，每个刀翼(2)的切削刃上间隔设置有多个切削齿(3)，刀翼(2)与钻头本体(1)通过连接焊缝(5)连接，其结构简单，操作方便，易于更换，且能降低胎体材料的使用，降低制造成本，同时还能提高安全性能。
文档编号E21B10/60GK202144724SQ20112022383
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者胡达 申请人:武汉亿斯达工具有限公司