專利名稱：具有新型胎體的pdc鉆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地質鉆井用鉆頭的技術領域，尤其涉及一種具有新型胎體的 PDC鉆頭。
背景技術：
目前在地質勘探，開采，石油鉆采中PDC鉆頭的年進尺數量已經居于鉆井進尺的前列，PDC鉆頭的應用越來越廣。PDC鉆頭的胎體因其良好的優越性，一直在鉆井行業中遙遙領先，而制造PDC鉆頭的胎體時需要使用大量的碳化物，金屬鎳，金屬鎢等，隨著這些貴重不可再生金屬的逐步減少，PDC鉆頭的胎體成本攀升十分迅猛。而且，PDC鉆頭的胎體在使用中由于抗沖擊性和韌性不佳，在受到較大的沖擊時容易出現刀翼斷裂的情況，導致出現鉆井事故，為生產和勘探帶來安全隱患。目前使用的胎體PDC鉆頭主要由碳化物燒結胎體組成，其中鋼芯的含量在單只鉆頭中不到40%，這樣就占用了大量的資源。為此，本實用新型的設計者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設計，綜合長期多年從事相關產業的經驗和成果，研究設計出一種具有新型胎體的PDC鉆頭，以克服上述缺陷。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種具有新型胎體的PDC鉆頭，其結構簡單，操作方便，易于更換，且能降低胎體材料的使用，降低制造成本，同時還能提高安全性能。為實現上述目的，本實用新型公開了一種具有新型胎體的PDC鉆頭，該PDC鉆頭包括鉆頭本體1、至少兩個以上的刀翼2、切削齒3、噴水眼4和連接焊縫5，其特征在于鉆頭本體1為圓柱狀，至少兩個以上的刀翼2間隔分布于鉆頭本體1的周圍，噴水眼4設置于鉆頭本體1上，每個刀翼2的切削刃上設置有至少一個切削齒3，刀翼2與鉆頭本體1通過連接焊縫5連接。其中，該刀翼2由鋼芯6和胎體7組成。其中，切削齒3設置于胎體7上。其中，切削齒3的直徑范圍為Φ5.0-Φ40.0πιπι。其中，每個刀翼2上設置1-25個切削齒3。其中，鉆頭本體1上設置有3-20個刀翼2。通過上述結構，本實用新型具有以下技術效果1、鉆頭本體和刀翼均可視為鉆頭的組裝標準件進行批量制造，鉆頭生產周期短， 制造成本低；2、鉆頭上僅刀翼上在前面工作部位為胎體，其余位置均為鋼材，有色金屬使用量
大大減少，而鉆頭性能不受影響，可以降低單只鉆頭成本，成為替代目前產品的主要途徑之 3、刀翼的心部為鋼芯，與鉆頭本體之間采用焊縫連接，刀翼的抗沖擊性，柔韌性優于現有的整體式胎體PDC鉆頭，從而鉆頭的安全性能更優越；4、刀翼分體制造，縮小了模具體積，不但降低了制造能耗，同時解決目前行業內鉆頭尺寸大于16英寸時燒結困難的難題，便于制造大尺寸的胎體PDC鉆頭。本實用新型的詳細內容可通過后述的說明及所附圖而得到。
圖1顯示了本實用新型的具有新型胎體的PDC鉆頭的立體示意圖。圖2顯示了本實用新型的具有新型胎體的PDC鉆頭的截面剖視圖。圖3顯示了本實用新型的具有新型胎體的PDC鉆頭的刀翼的立體示意圖。圖4顯示了圖3中A-A方向的剖視圖。
具體實施方式
參見圖1，顯示了本實用新型的具有新型胎體的PDC鉆頭的立體示意圖，該PDC鉆頭主要包括鉆頭本體1、至少兩個以上的刀翼2、切削齒3、噴水眼4和連接焊縫5。其中，鉆頭本體1為鋼材，至少兩個以上的刀翼2間隔分布于鉆頭本體1的周圍， 優選鉆頭本體1上設有3-20個刀翼，每個刀翼2的切削刃上設置有至少一個切削齒3，優選的每個刀翼2有1-25個切削齒3，其中，切削齒3的直徑范圍為Φ5. 0-Φ40. Omm,多個噴水眼4設置于刀翼2之間的鉆頭本體1上，每個刀翼2通過連接焊縫5與鉆頭本體1連接。通過上述描述可知，刀翼和鉆頭本體為分體設置，各自單獨加工制造，然后再通過連接焊縫將加工好的鉆頭本體和刀翼連接在一起，從而形成一個新的鉆頭。參見圖2，顯示了本實用新型的具有新型胎體的PDC鉆頭的截面剖視圖，其中刀翼 2通過兩側的連接焊縫5與鉆頭本體1連接。參見圖3和圖4，顯示了本實用新型的具有新型胎體的PDC鉆頭的刀翼2，該刀翼 2由鋼芯6和胎體7組成，刀翼2的根部為鋼芯6，通過鋼芯6的良好焊接功能，通過焊縫5 將根部的鋼芯6進行焊接連接，刀翼2的頂部為胎體7，切削齒3設置于胎體7上，優選的是，鋼芯6上設有凸起，懸掛槽，懸掛孔等，增加了胎體7與鋼芯6的結合性，同時提高胎體 7的韌性，由此加強了鋼芯6和胎體7之間的連接和定位，胎體7上設置有供多個切削齒3 固定的切削齒座8，每個切削齒3穩固的固定于切削齒座8中。本實用新型的改進之處在于刀翼2與鉆頭本體1分開制造，刀翼2中包含有供焊接連接用的鋼芯6，在鋼芯6上附有胎體7，把加工有噴水眼4及定位槽的鉆頭本體1與加工好的刀翼2進行組裝定位好后，通過焊縫5使得刀翼2與鉆頭本體1成為一體得到鉆頭的雛形；而后通過釬焊的方法把切削齒3焊接于鉆頭上得到一直完整的鉆頭。同時介紹本實用新型的具有新型胎體的PDC鉆頭的制造方法步驟一、采用機加工方式按照設計需求加工出鉆頭本體，并在鉆頭本體上加工需要的水眼并預留用于刀翼組裝定位的定位槽或定位孔；步驟二、采用機加工制造出鋼芯，把鋼芯放入對應的石墨模具內添加碳化鎢粉或其他耐磨粉料，采用燒結或其他工藝方法使鋼芯與胎體組合得到刀翼；步驟三、把刀翼按照設計要求加工出焊縫破口，定位孔等，把刀翼組裝固定于鉆頭本體上，采用電焊方法得到連接焊縫，從而組裝至鉆頭本體；[0034]步驟四、通過釬焊或其他方法在刀翼上焊接切削齒，在噴水眼內安裝上噴嘴，在加工好的鉆頭本體上裝上鉆桿接頭等。本實用新型的結構有如下優勢1、鉆頭本體和刀翼均可視為鉆頭的組裝標準件進行批量制造，鉆頭生產周期短， 制造成本低；2、鉆頭上僅刀翼上在前面工作部位為胎體，其余位置均為鋼材，有色金屬使用量
大大減少，而鉆頭性能不受影響，可以降低單只鉆頭成本，成為替代目前產品的主要途徑之 3、刀翼的心部為鋼芯，與鉆頭本體之間采用焊縫連接，刀翼的抗沖擊性，柔韌性優于現有的整體式胎體PDC鉆頭，從而鉆頭的安全性能更優越；4、刀翼分體制造，縮小了模具體積，不但降低了制造能耗，同時解決目前行業內鉆頭尺寸大于16英寸時燒結困難的難題，便于制造大尺寸的胎體PDC鉆頭。由此可知，本實用新型具有新型胎體的PDC鉆頭能大大降低胎體PDC鉆頭的原料使用量，使單只鉆頭胎體體積下降到整只鉆頭的三分之一以下，即降低胎體材料一半以上， 能極大的降低鉆頭胎體成本，同時還提高鉆頭刀翼的安全性，在保持于傳統工藝生產的PDC 性能相同的同時提出本新型的具有新型胎體的PDC鉆頭，并且新型胎體便于批量生產和推廣，具有廣闊的市場前景，無疑可以成為目前胎體PDC鉆頭的替代產品。顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本實用新型的公開內容、應用或使用。雖然已經在實施例中描述過并且在附圖中描述了實施例，但本實用新型不限制由附圖示例和在實施例中描述的作為目前認為的最佳模式以實施本實用新型的教導的特定例子，本實用新型的范圍將包括落入前面的說明書和所附的權利要求的任何實施例。
權利要求1.一種具有新型胎體的PDC鉆頭，該PDC鉆頭包括鉆頭本體(1)、至少兩個以上的刀翼(2)、切削齒(3)、噴水眼(4)和連接焊縫(5)，其特征在于鉆頭本體(1)為鋼材，至少兩個以上的刀翼(2)間隔分布于鉆頭本體(1)的周圍，噴水眼(4)設置于鉆頭本體(1)上，每個刀翼O)的切削刃上設置有至少一個切削齒(3)，刀翼 (2)與鉆頭本體(1)通過連接焊縫( 連接。
2.如權利要求1所述的PDC鉆頭，其特征在于，該刀翼⑵由鋼芯(6)和胎體(7)組成。
3.如權利要求2所述的PDC鉆頭，其特征在于，切削齒(3)設置于胎體(7)上。
4.如權利要求1所述的PDC鉆頭，其特征在于，切削齒⑶的直徑范圍為 Φ5. 0-Φ40. 0_。
5.如權利要求1所述的PDC鉆頭，其特征在于，每個刀翼O)上設置1-25個切削齒⑶。
6.如權利要求1所述的PDC鉆頭，其特征在于，鉆頭本體(1)上設置有3-20個刀翼⑵。
專利摘要本實用新型涉及一種具有新型胎體的PDC鉆頭，該PDC鉆頭包括鉆頭本體(1)、至少兩個以上的刀翼(2)、切削齒(3)、噴水眼(4)和連接焊縫(5)，其中，鉆頭本體(1)為圓柱狀，至少兩個以上的刀翼(2)間隔分布于鉆頭本體(1)的周圍，噴水眼(4)設置于鉆頭本體(1)上，每個刀翼(2)的切削刃上間隔設置有多個切削齒(3)，刀翼(2)與鉆頭本體(1)通過連接焊縫(5)連接，其結構簡單，操作方便，易于更換，且能降低胎體材料的使用，降低制造成本，同時還能提高安全性能。
文檔編號E21B10/60GK202144724SQ20112022383
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月29日 優先權日2011年6月29日
發明者胡達 申請人:武漢億斯達工具有限公司