全文摘要
本实用新型公开了一种适用于片麻岩地质的PDC钻头装置，包括钻头基体及其上表面若干交叉设置的主刀翼和辅刀翼，主刀翼和辅刀翼是由钻头基体顶部的切削部和钻头基体侧部的保径部一体成型制作，本实用通过将PDC主刀翼设计回旋状，改变切削方式，变整排主刀翼剪切作用为切搓方式破岩，能有效的提高了钻井速度，复合片的切削齿切削角度变直角，加大切削角度能有效的提高切削片麻岩的速率，将大圆柱形切削齿、小圆柱形切削齿切削齿设置成多棱角形状，能有效的降低切削齿的磨损和缓冲作用，延长钻井破岩时间，通过将钻头基体与液力扭冲工具配合使用，主刀翼和辅刀翼不间断的冲击剪切地层，使钻头和井底保持连续破岩作用，保证钻井效率。
主设计要求
1.一种适用于片麻岩地质的PDC钻头装置，包括钻头基体(1)及其上表面若干交叉设置的主刀翼(2)和辅刀翼(5)，所述主刀翼(2)和辅刀翼(5)是由钻头基体(1)顶部的切削部(201)和钻头基体(1)侧部的保径部(202)一体成型制作，所述主刀翼(2)上镶焊有若干大圆柱形切削齿(3)和若干小圆柱形切削齿(4)，若干所述大圆柱形切削齿(3)位于若干小圆柱形切削齿(4)的前排，所述辅刀翼(5)的保径部(202)上镶焊有若干大圆柱形切削齿(3)，其特征在于：所述主刀翼(2)的切削部(201)采用回旋状结构，所述主刀翼(2)的切削部(201)上的大圆柱形切削齿(3)排列形式与切削部(201)的回旋状相匹配，所述主刀翼(2)上的大圆柱形切削齿(3)、小圆柱形切削齿(4)的切削角度为直角，所述大圆柱形切削齿(3)、小圆柱形切削齿(4)的切削齿面采用多棱角形状(8)设置。
设计方案
1.一种适用于片麻岩地质的PDC钻头装置，包括钻头基体(1)及其上表面若干交叉设置的主刀翼(2)和辅刀翼(5)，所述主刀翼(2)和辅刀翼(5)是由钻头基体(1)顶部的切削部(201)和钻头基体(1)侧部的保径部(202)一体成型制作，所述主刀翼(2)上镶焊有若干大圆柱形切削齿(3)和若干小圆柱形切削齿(4)，若干所述大圆柱形切削齿(3)位于若干小圆柱形切削齿(4)的前排，所述辅刀翼(5)的保径部(202)上镶焊有若干大圆柱形切削齿(3)，其特征在于：所述主刀翼(2)的切削部(201)采用回旋状结构，所述主刀翼(2)的切削部(201)上的大圆柱形切削齿(3)排列形式与切削部(201)的回旋状相匹配，所述主刀翼(2)上的大圆柱形切削齿(3)、小圆柱形切削齿(4)的切削角度为直角，所述大圆柱形切削齿(3)、小圆柱形切削齿(4)的切削齿面采用多棱角形状(8)设置。
2.根据权利要求1所述的一种适用于片麻岩地质的PDC钻头装置，其特征在于：所述钻头基体(1)的根部螺接有液力扭冲工具(9)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于片麻岩地质的PDC钻头装置，其特征在于：所述主刀翼(2)与辅刀翼(5)的之间设置排屑槽(7)，每个所述主刀翼(2)上开有一个与钻头基体(1)内部连通的喷嘴(6)。
4.根据权利要求1所述的一种适用于片麻岩地质的PDC钻头装置，其特征在于：所述主刀翼(2)上的大圆柱形切削齿(3)与小圆柱形切削齿(4)的相互排齿位置错开。
5.根据权利要求1所述的一种适用于片麻岩地质的PDC钻头装置，其特征在于：所述主刀翼(2)和辅刀翼(5)采用移轴分布设置。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及石油钻探工具领域，具体涉及一种适用于片麻岩地质的PDC钻头装置。
背景技术
巴彦河套坳陷处于太古界片麻岩地层，在此片麻岩地层转井时，随着井深不断增加，片麻岩岩性变的越致密，钻井钻头的PDC复合片切削齿锐角磨损出圆润倒角，切削能力变弱，钻头刀翼整体切削角设计也不适合坚硬片麻岩钻进，井底径向切削面在整体横排剪切作用下变成光滑面不易切入，所以造成PDC钻头磨损不严重的情况下进尺效率下降，等于在光滑的井底做相对打滑运动，造成钻井效率低下，影响工作的效率。
实用新型内容
为了解决上述存在的问题，本实用新型提供一种适用于片麻岩地质的PDC钻头装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现：
一种适用于片麻岩地质的PDC钻头装置，包括钻头基体及其上表面若干交叉设置的主刀翼和辅刀翼，所述主刀翼和辅刀翼是由钻头基体顶部的切削部和钻头基体侧部的保径部一体成型制作，所述主刀翼上镶焊有若干大圆柱形切削齿和若干小圆柱形切削齿，若干所述大圆柱形切削齿位于若干小圆柱形切削齿的前排，所述辅刀翼的保径部上镶焊有若干大圆柱形切削齿，所述主刀翼的切削部采用回旋状结构，所述主刀翼的切削部上的大圆柱形切削齿排列形式与切削部的回旋状相匹配，所述主刀翼上的大圆柱形切削齿、小圆柱形切削齿的切削角度为直角，所述大圆柱形切削齿、小圆柱形切削齿的切切削齿齿面采用多棱角形状设置。
所述钻头基体的根部螺接有液力扭冲工具。
所述主刀翼与辅刀翼的之间设置排屑槽，每个所述主刀翼上开有一个与钻头基体内部连通的喷嘴。
所述主刀翼上的大圆柱形切削齿与小圆柱形切削齿的相互排齿位置错开。
所述主刀翼和辅刀翼采用移轴分布设置。
与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用通过将PDC主刀翼设计回旋状，移轴分布，改变切削方式，变整排主刀翼剪切作用为切搓方式破岩，能有效的提高了钻井速度，将复合片的大圆柱形切削齿、小圆柱形切削齿切削角度倾角变直角，加大切削角度能有效的提高切削片麻岩的速率，将大圆柱形切削齿、小圆柱形切削齿切削齿设置成多棱角形状，能有效的降低切削齿的磨损延长钻井破岩时间；通过将钻头基体与液力扭冲工具配合使用，主刀翼和辅刀翼不间断的冲击剪切地层，使钻头和井底保持连续破岩作用，保证钻井效率。
附图说明
图1是本实用新型所述结构的立体示意图；
图2是本实用新型所述结构的俯视图；
图3是图1中的局部结构示意放大图；
图4是本实用新型中切削齿的切削角度示意图；
图5是本实用新型部件液力扭冲工具的示意图；
图6是本实用新型液力扭冲工具与钻头基体组装示意图；
图中：钻头基体1、主刀翼2、切削部201、保径部202、大圆柱形切削齿3、大圆柱形切削齿4、辅刀翼5、喷嘴6、排屑槽7、多棱角形状8、液力扭冲工具9。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
如图1-图6所示，一种适用于片麻岩地质的PDC钻头装置，包括钻头基体1及其上表面若干交叉设置的主刀翼2和辅刀翼5，所述主刀翼2和辅刀翼5是由钻头基体1顶部的切削部201和钻头基体1侧部的保径部202一体成型制作，所述主刀翼2上镶焊有若干大圆柱形切削齿3和若干小圆柱形切削齿4，若干所述大圆柱形切削齿3位于若干小圆柱形切削齿4的前排，所述辅刀翼5的保径部202上镶焊有若干大圆柱形切削齿3，所述主刀翼2的切削部201采用回旋状结构，所述主刀翼2的切削部201上的大圆柱形切削齿3排列形式与切削部201的回旋状相匹配，所述主刀翼2上的大圆柱形切削齿3、小圆柱形切削齿4的切削角度为直角，所述大圆柱形切削齿3、小圆柱形切削齿4的切削齿面采用多棱角形状8设置。
所述钻头基体1的根部螺接有液力扭冲工具9。
所述主刀翼2与辅刀翼5的之间设置排屑槽7，每个所述主刀翼2上开有一个与钻头基体1内部连通的喷嘴6。
所述主刀翼2上的大圆柱形切削齿3与小圆柱形切削齿4的相互排齿位置错开。
所述主刀翼2和辅刀翼5采用移轴分布设置。
工作原理：使用时将本钻头与液力扭冲工具9配合使用，液动扭冲工具9直接连接到PDC钻头上方，使PDC钻头破岩机制由原来单纯的“剪切”转变为“剪切+冲击剪切”，其主要作用是在保证井身质量的同时提高机械钻速，在钻井时钻头基体1前端带有能量的泥浆通过喷嘴6进入到液力扭冲工具9内部，进入液力扭冲工具9内部流道具有能量的流体能转换成径向的高频的均匀稳定的机械冲击力，能量直接传递给钻头基体1前端的主刀翼2及辅刀翼5，相当于主刀翼2和辅刀翼5不间断的冲击剪切地层，使钻头和井底保持连续破岩作用，保证钻井效率，将PDC主刀翼2设计出短抛物线回旋状，采用移轴分布改变切削方式，变整排主刀翼2剪切作用为切搓方式破岩，能有效的提高了钻井速度，将复合片的大圆柱形切削齿3、小圆柱形切削齿4切削角度倾角变直角，加大切削角度能有效的提高切削片麻岩的速率，将大圆柱形切削齿3、小圆柱形切削齿4切削齿设置成多棱角形状8，能有效的降低切削齿的磨损延长钻井破岩时间。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920071527.1
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:15(内蒙古)
授权编号:CN209457881U
授权时间:20191001
主分类号:E21B 10/43
专利分类号:E21B10/43;E21B10/54;E21B4/14
范畴分类:22A;
申请人:内蒙古自治区煤田地质局;内蒙古煤勘非常规能源有限责任公司
第一申请人:内蒙古自治区煤田地质局
申请人地址:010000 内蒙古自治区呼和浩特市新城区海拉尔东街23号
发明人:姚海鹏;郭智峰;于东方;李玲;林海涛
第一发明人:姚海鹏
当前权利人:内蒙古自治区煤田地质局;内蒙古煤勘非常规能源有限责任公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计