一种复合钻头制造技术

本实用新型专利技术提供一种复合钻头，包括钻头柄，所述钻头柄为圆柱状，所述钻头柄的顶端相对设置至少两组牙掌；牙轮钻头，至少包括两组，两组所述牙轮钻头分别转动设置于所述钻头柄顶端的牙掌上，所述牙轮钻头包括转动连接于所述钻头柄顶端的牙轮本体、装设于所述牙轮本体的锥球齿和环设于所述牙轮本体的防护齿；以及PDC钻头，夹设于所述牙轮钻头之间，所述PDC钻头包括多组刀翼，每组刀翼包括呈锐角方向的两条翼臂，每组翼臂沿所述钻头柄的中心轴沿周向延展，且每组所述翼臂的至少一边均匀嵌装多组PDC切削齿。一种复合钻头其通过牙轮钻头与PDC钻头有机复合循环极大提高钻井效率。钻头有机复合循环极大提高钻井效率。钻头有机复合循环极大提高钻井效率。

【技术实现步骤摘要】
一种复合钻头


[0001]本技术涉及钻探设备
，尤其是一种复合钻头。

技术介绍

[0002]在石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质及水文钻井工程中，通常使用钻头破碎岩石，钻头是钻井过程中用于破碎岩石，形成井筒的破岩工具。目前，在钻井施工中使用范围最广的破岩工具就是牙轮钻头和PDC聚晶金刚石复合片钻头。目前钻井工程中使用的钻头主要有三牙轮钻头和PDC钻头，其中，三牙轮钻头包括钢齿钻头(又称铣齿钻头)和硬质合金齿钻头(又称镶齿钻头)。
[0003]随着油气勘探开发逐渐向深井超深井发展，岩石硬度和塑性不断增大，可钻性变差，牙轮钻头和PDC钻头机械钻速慢、寿命短，已经无法满足当今油气钻井提速增效的发展要求。近几年来投放市场的牙轮
‑
PDC复合钻头结合了牙轮钻头和PDC钻头的各自优点，在一定程度上提高了机械钻速和寿命。不过，复合钻头的中心部的机械钻速较低，破岩效率也不高，复合片也容易破坏，从而也严重影响到了整个复合钻头的机械钻速和寿命，严重时，钻头报废。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述提出的问题，本技术提供一种复合钻头，其目的在于，提供一种牙轮钻头与PDC钻头有机复合循环极大提高钻井效率的复合钻头。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种复合钻头，其包括：钻头柄，所述钻头柄为圆柱状，所述钻头柄的顶端相对设置至少两组牙掌；
[0006]牙轮钻头，至少包括两组，两组所述牙轮钻头分别转动设置于所述钻头柄顶端的牙掌上，所述牙轮钻头包括转动连接于所述钻头柄顶端的牙轮本体、装设于所述牙轮本体的锥球齿和环设于所述牙轮本体的防护齿；以及
[0007]PDC钻头，夹设于所述牙轮钻头之间，所述PDC钻头包括多组刀翼，每组刀翼包括呈锐角方向的两条翼臂，每组翼臂沿所述钻头柄的中心轴沿周向延展，且每组所述翼臂的至少一边均匀嵌装多组PDC切削齿。
[0008]进一步地，所述PDC钻头包括两组相对设置的刀翼，每组所述刀翼包括两呈锐角设置的两组翼臂，每组所述翼臂的至少一边固定排设多组PDC复合片切削齿，所述翼臂的上端面固定设有后刀面强化层。
[0009]进一步地，所述牙轮本体靠近所述钻头柄的中心轴线的牙轮体上环设牙轮顶锥防护齿。
[0010]进一步地，所述牙轮本体的外周由内而外分别环设牙轮内排锥球齿和牙轮外排锥球齿。
[0011]进一步地，两组所述牙掌包括分设于所述刀翼两侧的内牙掌和外牙掌，两组所述牙轮钻头分别通过轴承结构转动设置于所述内牙掌和外牙掌顶端。
[0012]进一步地，所述钻头柄的顶部开设钻头喷水孔，所述钻头喷水孔设置于相对设置的刀翼连接端侧，所述钻头喷水孔的中心轴线与所述钻头柄的中心轴的轴线呈α角，所述α为10
°‑
30
°
。
[0013]进一步地，所述钻头柄的顶部开设用于装设合金防冲管的合金防冲管孔，所述合金防冲管孔的中心轴与所述钻头柄的中心轴的轴线呈β角，所述β为 150
°‑
170
°
。
[0014]进一步地，所述钻头柄的顶部开设合金喷嘴，所述合金喷嘴设置于所述牙轮钻头和PDC钻头之间。
[0015]进一步地，所述钻头柄的底部开设外螺纹。
[0016]本技术的有益效果是：
[0017]本技术提供的牙轮钻头与PDC钻头有机复合循环极大提高钻井效率的复合钻头，具体体现在：
[0018](1)采用钻头的有机复合通过施加压力与回转运动给复合钻头作用地层上，将PDC钻头优越的切削破岩机理及牙轮钻头的冲击破碎机理融合，提高钻井效率；
[0019](2)采用翼臂的上端面固定设有后刀面强化层，增强切削的力度，有效改善齿顶端部的应力分配降低应力集中，延长牙齿使用寿命；
[0020](3)通过喷水孔结合防冲管与喷嘴利用高压水射流进行井底清洗，利用流体携带走破切的岩屑，清洗刀翼牙轮间的附着物防止泥包保持持续切削性，利用流体冷却各切削元件切削产生的高温；
[0021](4)采用将钻头喷水孔的中心轴线与钻头柄的中心轴的轴线呈α角，合金防冲管孔的中心轴与钻头柄的中心轴的轴线呈β角，在牙轮切削岩石时喷射钻井液带走岩屑，避免岩屑堵塞造成钻头的腔体磨损。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本技术一种实施例提供的一种复合钻头的结构示意图；
[0024]图2是本技术一种实施例提供的一种复合钻头的俯视图；
[0025]图3是本技术一种实施例提供的一种复合钻头与划眼器连接示意图；
[0026]图4是本技术复合钻头第一牙轮钻头的结构示意图；
[0027]图5是本技术复合钻头第一牙轮钻头和第二牙轮钻头的装配示意图；
[0028]图6是本技术复合钻头的钻头喷水孔位置示意图；
[0029]图7是本技术复合钻头的合金防冲管孔位置示意图。
[0030]附图标记说明：
[0031]1‑
连接螺纹；2
‑
钻头柄；3
‑
第一翼臂；31
‑
第一PDC切削齿；32
‑
第一刀翼后刀面强化层；
[0032]4‑
第一牙轮钻头；41
‑
外圈牙轮外排锥球齿；42
‑
外圈牙轮内排锥球齿；43
‑
牙轮本体；44
‑
外圈牙轮顶锥防护齿；45
‑
外圈牙轮体；
[0033]5‑
第二翼臂；51
‑
第二PDC切削齿；52
‑
第二刀翼后刀面强化层；
[0034]6‑
第三翼臂；61
‑
第三PDC切削齿；62
‑
第三刀翼后刀面强化层；
[0035]7‑
第二牙轮钻头；71
‑
内圈牙轮外排锥球齿；72
‑
内圈牙轮内排锥球齿；73
‑
牙轮本体；74
‑
内圈牙轮顶锥防护齿；75
‑
内圈牙轮体；
[0036]8‑
第四翼臂；81
‑
第四PDC切削齿；82
‑
第四刀翼后刀面强化层；
[0037]9‑
内牙掌；
[0038]10
‑
钻头喷水孔；
[0039]11
‑
第一合金喷嘴；
[0040]12
‑
合金防冲管孔；
[0041]13
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合钻头，其特征在于，包括：钻头柄，所述钻头柄为圆柱状，所述钻头柄的顶端相对设置至少两组牙掌；牙轮钻头，至少包括两组，两组所述牙轮钻头分别转动设置于所述钻头柄顶端的牙掌上，所述牙轮钻头包括转动连接于所述钻头柄顶端的牙轮本体、装设于所述牙轮本体的锥球齿和环设于所述牙轮本体的防护齿；以及PDC钻头，夹设于所述牙轮钻头之间，所述PDC钻头包括多组刀翼，每组刀翼包括呈锐角方向的两条翼臂，每组翼臂沿所述钻头柄的中心轴沿周向延展，且每组所述翼臂的至少一边均匀嵌装多组PDC切削齿。2.根据权利要求1所述的一种复合钻头，其特征在于：所述PDC钻头包括两组相对设置的刀翼，每组所述刀翼包括两呈锐角设置的两组翼臂，每组所述翼臂的至少一边固定排设多组PDC复合片切削齿，所述翼臂的上端面固定设有后刀面强化层。3.根据权利要求1所述的一种复合钻头，其特征在于：所述牙轮本体靠近所述钻头柄的中心轴线的牙轮体上环设牙轮顶锥防护齿。4.根据权利要求3所述的一种复合钻头，其特征在于：所述牙轮本体的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚方磊，白建松，许宪军，褚志刚，丛宁辉，阿地力萨地尔，
申请(专利权)人：莱州市原野科技有限公司，
类型：新型
国别省市：