专利名称：一种金刚石钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金刚石钻头，尤其是用于石油、天然气井或其它目的钻井的金刚石钻头。
金刚石钻头是石油、天然气钻井中经常使用的一种钻头。按切削齿可分成三类(1)聚晶金刚石复合片钻头(简称PDC钻头)；(2)热稳定聚晶金刚石钻头(简称TSP钻头)；(3)天然金刚石钻头。PDC钻头在软到中硬地层中具有机械钻速快，寿命长，钻进平稳等优点。但PDC钻头在钻进具有硬夹层或硬的地层时，钻头会产生“回旋”运动，造成钻头的切削齿严重损坏，使钻头早期失效。钻头在发生“回旋”时，钻头的中心轴线不再是旋转中心，使钻头的几何形状及PDC切削齿的布置变得不合理，PDC切削齿的运动方向、运动速度及受力状况都发生了变化，有时反向运动，有时侧向运动，速度时大时小，其结果是使PDC切削齿承受了较大载荷，加速了切削齿的破坏。经研究发现，PDC钻头发生“回旋”现象是由于钻头保径部位与井壁之间的摩擦阻力太大的缘故。目前，世界各大厂家已经研制出了许多抗回旋钻头，并得到广泛应用。其中最常见的一种是“低摩阻”抗回旋钻头。钻头工作时，由于低摩阻保径垫与井壁间摩擦要比保径切削件与井壁的摩擦小得多，在垂直于不平衡力方向的摩阻很小，所以钻头可以在井壁上滑动而不会滚动。只要不平衡力始终指向来低摩阻保径垫，钻头就不会发生“回旋”运动。但当地层发生变化或钻头上的力发生变化时，就会使不平衡力偏离低摩阻保径垫，这时，钻头仍会发生“回旋”运动。现有的“低摩阻”抗回旋钻头的低摩阻保径垫均由几个排屑槽相互隔开，各个低摩阻保径垫的夹角较小，钻头不平衡力容易偏离低摩阻保径垫，抗回旋性能降低。
本实用新型的目的在于提出能提高抗回旋性能的一种金刚石钻头。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案整个钻头主要由钻头柄部、保径部分、钻头冠部和水力系统组成。保径部分分为普通保径垫(1)和低摩阻保径垫(4)，低摩阻保径垫由至少两个或两个以上刮刀组成一体，刮刀间有排屑孔(16)。在同一低摩阻保径垫上排屑孔的数量可为1个、2个或多个。由于低摩阻保径垫的夹角Φ较大，Φ在40°～1 80°之间。使不平衡力(17)不易偏离低摩阻保径垫(4)，从而提高了钻头的抗回旋性能。
与现有技术相比，本实用新型的优点是，由于采用了一个夹角Φ较大的低摩阻保径垫，使钻头的不平衡力可以始终指向低摩阻保径垫，从而增强了钻头的抗回旋性能。
如下图1是本实用新型实施例1冠部俯视图。
图2是本实用新型实施例1的A-A剖视图。
图3是本实用新型实施例2钻头冠部俯视图。
在图1、图2、图3中1.2.3.普通保径垫；4.低摩阻保径垫；5.6.7.8.9.10.刮刀；11.12.13.14.15.排屑槽；16.排屑孔；17.不平衡力；18.切削齿；19.钻头上体；20.保径部分；21.钻头冠部；22.喷嘴；23.普通保径垫；24.排屑孔；25.排屑槽。
以下结合附图及实施例进一步说明。
实施例1整个钻头是通过将WC粉装在模具中烧结而成的一个整体。在图2中，钻头从上至下分成钻头冠部19、钻头保径部分20和钻头柄部21组成。钻头刮刀从钻头冠部延伸到保径部分。在图1中，钻头上有刮刀5、6、7、8、9、10，喷嘴22，排屑槽11、12、13、14、15、25等组成。刮刀和排屑槽相互间隔。刮刀5和刮刀6的保径部分结合为一体形成了一个较大的低摩阻保径垫4，Φ＝90°，中间有排屑孔16。刮刀上在钻头冠部部分布置有切削齿18，在保径部分没有切削齿。保径部分分为普通保径垫1、2、3、23和低摩阻保径垫4。排屑孔16在钻井过程中起到排岩屑的作用，其横截面可为圆形、椭圆形、方形、光滑曲线组成的封闭几何图形或曲线与直线段组成的封闭几何图形等形状。
实施例2在图3中，通过粉末烧结的方法，低摩阻保径垫4由三个刮刀5、6、10的保径部分组合而成，Φ＝175°，有两个排屑孔16、24。
权利要求1.一种金刚石钻头，主要由钻头上体、保径部分、钻头冠部和水力系统组成，其特征在于，低摩阻保径垫由至少两个或两个以上刮刀组成一体，刮刀间有排屑孔。
2.根据权利要求1所述的金刚石钻头，其特征在于，低摩阻保径垫的夹角Φ在40°～180°之间。
3.根据权利要求1所述的金刚石钻头，其特征在于，排屑孔的横截面形状可为圆形、椭圆形、方形、光滑曲线组成的封闭几何图形或曲线与直线段组成的封闭几何图形等形状。
4.根据权利要求1所述的金刚石钻头，其特征在于，在同一低摩阻保径垫上排屑孔的数量可为1个、2个或多个。
专利摘要本实用新型涉及一种金刚石钻头,它主要由钻头上体、保径部分、钻头冠部和水力系统组成。其特征在于,低摩阻保径垫由至少两个或两个以上刮刀组成一体,刮刀间有排屑孔。钻头的不平衡力指向低摩阻保径垫,增强了钻头的抗回旋性能。
文档编号E21B10/46GK2402791SQ99237068
公开日2000年10月25日 申请日期1999年1月19日 优先权日1999年1月19日
发明者唐明庆, 韩育民, 刘先宏 申请人:江汉石油钻头股份有限公司