一种规径耐磨强化的混合钻头的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种用于石油、天然气和地质钻井用的镶齿牙轮和pdc混合钻头，具体涉及一种规径耐磨强化的混合钻头，该钻头适用于在夹层、硬地层钻进。


背景技术：

[0002]
镶齿牙轮和pdc混合钻头既具有pdc钻头的机械钻速快的优势，又具有牙轮钻头扭矩低、钻进平稳的优势，使其应用范围越来越广。目前主要应用于夹层钻进及定向应用中。混合钻头在夹层、硬地层钻进时，尤其是在定向钻进应用过程中，混合钻头中的pdc修边齿部分易崩齿失效，牙轮部分易背锥磨损、掌尖磨损失效，进而引发牙轮密封失效，从而导致混合钻头先期失效。
[0003]
目前的镶齿牙轮和pdc混合钻头，一般有三种形式pdc部分修边结构：1)pdc部分修边齿只有金刚石复合片，其后排无其它辅助切削元件，这种结构在一般直井应用时能满足需求，在硬地层定向时pdc部分易修边崩齿失效；2)在pdc修边切削齿后安装有硬质合金齿，其有一定的效果，但耐磨性仍不能满足需求。3)在pdc修边切削齿后安装有复合片，其耐磨性能满足需求，但后排复合片易早期崩齿失效。


技术实现要素：

[0004]
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进行改进，提供一种规径耐磨强化的混合钻头，进一步增强混合钻头的耐磨性和使用寿命。
[0005]
本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：包括有钻头体，钻头体上周向间隔设置刀翼，刀翼从内至外划分为内锥部、鼻部、肩部、规径和保径段，刀翼前面各部位安设有固定切削齿，在至少两对相邻的刀翼间安设有牙掌，牙掌上端与钻头体相联成一体，牙掌的下端安设有镶齿牙轮，其特征在于在所述刀翼规径处固定切削齿的后面设置有孕镶齿或/和孕镶敷焊层。
[0006]
按上述方案，在所述刀翼规径处固定切削齿的后面设置有孕镶齿，所述的孕镶齿过盈镶嵌在刀翼上，所述的孕镶齿沿轴向对应前面的固定切削齿设置1～3颗。
[0007]
按上述方案，所述刀翼规径处固定切削齿后面的孕镶齿沿周向对应前面的固定切削齿设置1～2排。
[0008]
按上述方案，所述的孕镶齿齿高低于或齐平于前面所对应的固定切削齿的齿高。
[0009]
按上述方案，所述的孕镶齿为平头孕镶齿柱。
[0010]
按上述方案，所述的孕镶敷焊层为孕镶耐磨材料钎焊而成的孕镶块。
[0011]
按上述方案，所述的孕镶敷焊层的层面最高处低于或齐平于前面所对应的固定切削齿的齿高。
[0012]
按上述方案，所述的刀翼内锥部、鼻部、肩部和规径处前面的固定切削齿为金刚石复合片。
[0013]
本实用新型的有益效果在于：1、增强了混合钻头规径面的耐磨能力,提高了对pdc
部分修边切削元件的保护效果，也提高了混合钻头的井眼保持能力；2、对混合钻头牙轮背锥、掌尖部分的防护得到有效提高，防止其早期磨损失效，从而提高混合钻头的使用寿命。3、孕镶材料的耐磨性和抗冲击性能兼具，且成本低。
附图说明
[0014]
图1为本实用新型一个实施例倒置时的立体结构图。
[0015]
图2为本实用新型一个实施例中牙轮切削齿与固定切削齿的最外轮廓包罗线的投影图。
[0016]
图3为本实用新型另一个实施例倒置时的立体结构图。
具体实施方式
[0017]
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0018]
如图1至图2所示，一种镶齿牙轮pdc混合钻头，包括有钻头体101，钻头体上安设3 个刀翼102和6个喷嘴103，刀翼从钻头中心轴线至外划分为内锥部、鼻部、肩部和规径、保径段；刀翼各部位上安设有固定切削齿104，保径段109的固定切削齿为硬质合金齿或孕镶齿，其它部位的固定切削齿为金刚石复合片，钻头刀翼的固定切削齿由内到外覆盖整个井底。在相邻的刀翼间安设有牙掌105，牙掌上端与钻头体相联成一体，牙掌的下端安设有镶齿牙轮，镶齿牙轮包括牙轮体106和镶嵌在牙轮体上的切削齿107。所述的牙轮切削齿所形成的最外切削轮廓包络线111高于或齐平于刀翼固定切削齿所形成的最外切削轮廓包络线 112。在每个刀翼的规径108处固定切削齿104的后面设置有孕镶齿110，所述的孕镶齿过盈镶嵌在刀翼上，孕镶齿的安装轴线与其周向法线平行，孕镶齿沿轴向对应前面的固定切削齿设置2颗，沿周向对应前面的固定切削齿设置1排，所述的孕镶齿为平头孕镶齿柱，孕镶齿齿高低于钻头直径0.5mm。在定向应用时，孕镶齿限制了前排规径切削齿的吃入深度，使前排切削齿具有较好的抗冲击能力；同时，孕镶齿110也具有较好的耐磨能力，其与牙轮背锥、掌尖处于同一切削环带，当牙轮背锥、掌尖有一定的磨损后，孕镶磨损相对较慢，其与井壁继续保持接触，从而使牙轮背锥、掌尖与井壁保持一定的距离，对牙轮背锥、掌尖提供较好的耐磨保护。
[0019]
本实用新型的第二个实施例如图3所示，其与第一个实施例的主要区别在于所述刀翼规径部位固定切削齿后沿周向设有2排平头孕镶齿柱210。