一种抗冲击PDC钻头的制作方法

本实用新型涉及一种抗冲击PDC钻头，属于石油及地质钻探钻具技术领域。

背景技术：

PDC钻头是现在石油及地质钻井广泛采用的钻头，随着复合片材料进步及切削结构的进步，其适用范围越来越广，钻削进尺比例越来越高。

PDC钻头一般采用剪切方式来破碎岩石，从而达到快速钻井的目的。当PDC钻头工作时，复合片在钻压和扭矩的作用下克服地层应力切入地层并向前滑动，岩石在切削齿的作用下沿其剪切方向破碎并产生塑性流动，切削所产生的岩屑呈大块片状。

随着材料技术的进步，目前PDC钻头适应的地层越来越多，同一趟钻进过程中要求穿越的地层也越来越多，用户期望在不同的地层均能保证较快的机械钻速的同时也能保证寿命。实际钻井过程中，有些情况下，地层研磨性不强，但岩性变化比较频繁，金刚石复合片常遇到冲击破坏，而金刚石复合片由于材料特性决定了其抗冲击能力有限，导致PDC钻头易崩齿破坏。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种兼具抗冲击性和耐磨性能的抗冲击PDC钻头。

本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有钻头体，钻头体上沿周向间隔设置有刀翼，刀翼的前面沿内锥、鼻部和肩部安设有主切削齿，其特征在于所述的主切削齿中的部分布设硬质合金齿，部分布设金刚石复合片。

按上述技术方案，所述的刀翼前面内锥部位的主切削齿全部为硬质合金齿，其余部位的主切削齿为金刚石复合片。

按上述技术方案，所述的刀翼前面内锥部位的主切削齿为硬质合金齿与金刚石复合片混布，其余部位的主切削齿为金刚石复合片。

按上述技术方案，所述的刀翼前面的内锥、鼻部和肩部的主切削齿均为硬质合金齿与金刚石复合片混布。

按上述技术方案，所述的主切削齿为硬质合金齿与金刚石复合片混布的刀翼间隔交错布设在钻头体上，其余刀翼的主切削齿为金刚石复合片。

按上述技术方案，所述的硬质合金齿齿形为圆柱形、椭圆柱形、锥形中的一种或几种，具有剪切或犁削功能。

按上述技术方案，所述的刀翼前面主切削齿中硬质合金齿与金刚石复合片切削投影在同一包络线上。

按上述技术方案，所述的刀翼前面主切削齿投影共有两条包络线，第一条包络线由硬质合金齿排列形成，第二条包络线由金刚石复合片排列形成，第一包络线高于第二包络线。

本实用新型的有益效果在于：1、采用主切削齿为硬质合金齿与金刚石复合片混布的结构集成了硬质合金齿的抗冲击能力与金刚石复合片的耐磨能力，使钻头兼具较好的抗冲击性能与耐磨性能，使钻头能具备较强的攻击性，适于研磨性不强但岩性变化比较频繁的地层使用，可提高PDC钻头机械钻速同时兼具较长的使用寿命；2、由于硬质合金齿的制作成本低，因此可降低PDC钻头制作成本。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的立体结构图。

图2为本实用新型一个实施例中刀翼部分主切削齿包络线的示意图。

图3为本实用新型另一个实施例的立体结构图。

图4为本实用新型第三个实施例的立体结构图。

图5为图4中刀翼部分主切削齿包络线的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。

图1、图2为本实用新型的第一个实施例，包括有钻头体1，钻头体上部为钻头柄部5，钻头体上沿周向间隔设置有弯折形的刀翼4，刀翼的前面沿内锥、鼻部和肩部安设有主切削齿3，所述的刀翼前面的内锥、鼻部和肩部的主切削齿均为硬质合金齿与金刚石复合片混布，所述主切削齿投影共有两条包络线，分别为第一包络线（图中实线）与第二包络线（图中虚线），第一包络线比第二包络线高L，L=0.5~2mm，按切削齿齿心半径位置顺序排列，奇数号齿投影与第一包络线相切，偶数号齿投影与第二包络线相切。奇数号齿为硬质合金齿，偶数号齿为金刚石复合片。即第一条包络线由硬质合金齿排列形成，第二条包络线由金刚石复合片排列形成。此外，在钻头体上还设置有喷嘴2，刀翼的侧面布设有保径齿。在钻进的过程中，切削包络面较高的硬质合金齿先吃入地层，使地层应力先期释放，由于其先吃入地层，其所受的冲击能力也相应的较大，但由于硬质合金齿具有较好的抗冲击能力，使其能适应该种情况。同时，金刚石复合片后入地层，使金刚石复合片所受冲击力相对较小，其钻头整体受到保护。该钻头集成了硬质合金齿的抗冲击能力与金刚石复合片的耐磨能力，使钻头具有较好的抗冲击与耐磨能力，使钻头能具备较强的攻击性，提高了钻头机械钻速同时兼具较长的使用寿命。

第二个实施例如图3所示，其与第一个实施例的不同之处在于其奇数号的硬质合金齿齿形为齿冠带有凸韧和齿尖具有犁削功能的硬质合金齿3a，其余偶数号齿的金刚石复合片3b为圆形齿形。

第三个实施例如图4、5所示，是本实用新型的实施例3，其与第一个实施例的不同之处在于所述的刀翼前面主切削齿中硬质合金齿与金刚石复合片切削投影在同一包络线上，即所有主切削齿的投影均与一条包络线相切。