專利名稱：五刀翼鋼體pdc鉆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油鉆井使用的PDC鉆頭，尤其是涉及一種五刀翼鋼體PDC 鉆頭。
背景技術：
在開發石油和天然氣的鉆井作業中，普遍采用PDC金剛石鉆頭，金剛石鉆頭按材質分為胎體式和鋼體式兩種，在軟地層或者硬地層鉆進過程中，目前多數采用胎體式PDC 鉆頭，其是通過燒結等工藝生產出來的，工藝復雜，生產周期長，成本較高，且鉆頭抗扭矩能力差。
實用新型內容為了克服現有胎體式PDC鉆頭，生產工藝復雜，生產周期長，成本較高，且抗扭矩能力差的不足，本實用新型提供一種五刀翼鋼體PDC鉆頭。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是五刀翼鋼體PDC鉆頭的鉆頭冠前端部設置有刀翼，刀翼之間安裝有水眼；刀翼包括主刀翼和副刀翼，刀翼的半徑不相等， 主刀翼的半徑大于副刀翼的半徑，刀翼上固定安裝有復合片，刀翼前端的大復合片為大切削齒；刀翼后端部為規徑，大切削齒與規徑之間的過渡段為保徑，規徑和保徑上固定安裝的小復合片為小切削齒。刀翼的數量為5個，主刀翼I、副刀翼I、主刀翼II、副刀翼II、副刀翼III順時針排列在鉆頭冠的前端；以主刀翼I為基準，副刀翼I、主刀翼II、副刀翼II、副刀翼III與主刀翼I的夾角依次為87°、164°、234° ,298°。每個刀翼前端面、刀翼后端面為斜面，刀翼前端面、刀翼后端面斜面的角度為10° 15°。主刀翼I、副刀翼I、主刀翼 II、副刀翼II、副刀翼III上復合片的數量分別為9個、5個、8個、6個、4個。本實用新型的有益效果是，布齒靈活，結構簡單，適應性強，減少井下復雜情況的處理時間，鉆井風險小，可有效降低鉆井作業費用。
圖1是本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭主視圖。圖2是本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭俯視圖。圖中1.大切削齒，2.刀翼前端面，3.小切削齒，4.主刀翼I，5.規徑，6.刀翼后端面，7.保徑，8.副刀翼I，9.主刀翼II，10.副刀翼II，11.副刀翼III，12.鉆頭冠。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。但是，本領域技術人員應該知曉的是，本發明不限于所列出的具體實施方式
，只要符合本發明的精神，都應該包括于本發明的保護范圍內。本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭，鉆頭冠12前端部設置有刀翼，刀翼之間安裝有水眼。刀翼包括主刀翼和副刀翼，刀翼的半徑不相等，主刀翼的半徑大于副刀翼的半徑，刀翼上固定安裝有復合片，刀翼前端的大復合片為大切削齒1，刀翼后端部為規徑5，大切削齒1與規徑5之間的過渡段為保徑7，規徑5和保徑7上固定安裝的小復合片為小切削齒 3，刀翼的數量為5個，主刀翼14、副刀翼18、主刀翼119、副刀翼1110、副刀翼IIIll順時針排列在鉆頭冠12的前端部。以主刀翼14為基準，副刀翼18、主刀翼119、副刀翼1110、副刀翼IIIll與主刀翼14的夾角依次為87°、164°、234° ,298°。本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭，5個刀翼的刀翼前端面2、刀翼后端面6為斜面； 刀翼前端面2、刀翼后端面6斜面的角度為10° 15°，斜面的角度為12°時鉆頭的切削效果更佳。每個刀翼上的復合片數量不等，通常主刀翼14、副刀翼18、主刀翼119、副刀翼 1110、副刀翼IIIll上復合片的數量分別為9個、5個、8個、6個、4個。本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭的鉆頭冠部是由一整體合金結構鋼通過機械加工而成，刀翼的外表面均通過堆焊工藝加強其耐磨性能、抗沖擊性能和耐沖蝕性能，切削齒是通過焊接工藝焊接在齒窩中，切削齒的尾部再通過堆焊對其起到加強保護作用。規徑面上銑有合金柱槽，合金柱與合金柱槽是通過過盈配合鑲嵌在槽內的，外部再通過堆焊工藝對其加強保護，增強其耐磨性和抗沖擊性。在鉆井作業中，當鉆遇較軟地層時，本實用新型五刀翼鋼體PDC鉆頭的大切削齒首先發揮作用，由于以大型切削齒為主導齒，單齒吃入地層較深，攻擊性能較強，可以提高機械鉆速。心部的中心水眼既中和了橫向力，消除滯留和回流區域，又加快了巖屑的排出， 避免重復切削。當鉆遇較硬地層時，鋼體鉆頭的抗沖擊性能發揮作用，對鉆頭整體起到了保護作用，提高了鉆頭的使用壽命，當穿過硬地層后，又可以在低鉆壓下以較高的機械鉆速鉆進。應該注意的是上述實施例是示例而非限制本發明，本領域技術人員將能夠設計很多替代實施例而不脫離本專利的權利要求范圍。
權利要求1.一種五刀翼鋼體PDC鉆頭，鉆頭冠前端部設置有刀翼，刀翼之間安裝有水眼；刀翼包括主刀翼和副刀翼，刀翼的半徑不相等，主刀翼的半徑大于副刀翼的半徑，刀翼上固定安裝有復合片，刀翼前端的大復合片為大切削齒，刀翼后端部為規徑，大切削齒與規徑之間的過渡段為保徑，規徑和保徑上固定安裝的小復合片為小切削齒，其特征是所述刀翼的數量為5個，主刀翼I (4)、副刀翼I (8)、主刀翼II (9)、副刀翼II (10)、副刀翼III(Il)順時針排列在鉆頭冠(12)的前端部；以所述主刀翼1(4)為基準，副刀翼1(8)、主刀翼11(9)、副刀翼11(10)、副刀翼 III(Il)與主刀翼1(4)的夾角依次為87°、164°、234° ,298°。
2.根據權利要求1所述五刀翼鋼體PDC鉆頭，其特征是所述每個刀翼前端面O)、刀翼后端面(6)為斜面。
3.根據權利要求2所述五刀翼鋼體PDC鉆頭，其特征是所述刀翼前端面O)、刀翼后端面(6)斜面的角度為10° 15°。
4.根據權利要求3所述五刀翼鋼體PDC鉆頭，其特征是所述主刀翼I、副刀翼 I (8)、主刀翼II (9)、副刀翼II (10)、副刀翼III (11)上復合片的數量分別為9個、5個、8個、 6個、4個。
專利摘要一種五刀翼鋼體PDC鉆頭。為了克服現有胎體式PDC鉆頭，生產工藝復雜，生產周期長，成本較高，且抗扭矩能力差的不足，本實用新型鉆頭冠前端部設置有刀翼，刀翼之間安裝有水眼；刀翼包括主刀翼和副刀翼，刀翼的數量為5個，主刀翼I(4)、副刀翼I(8)、主刀翼II(9)、副刀翼II(10)、副刀翼III(11)順時針排列在鉆頭冠(12)的前端；以主刀翼I(4)為基準，副刀翼I(8)、主刀翼II(9)、副刀翼II(10)、副刀翼III(11)與主刀翼I(4)的夾角依次為87°、164°、234°、298°。其有益效果是布齒靈活、結構簡單、適應性強、使用高效、減少井下復雜情況的處理時間、鉆井風險小、可有效降低鉆井作業費用。
文檔編號E21B10/43GK202338206SQ20112048414
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者于連杰, 何飛, 孫輝, 張松峰, 李隆承, 武強, 汪恩寶, 王樹業, 肖華, 謝金, 郭俊磊, 魏向輝 申請人:中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司, 渤海石油裝備(天津)中成機械制造有限公司