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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109667545A(43)申请公布日2019.04.23(21)申请号201910158050.5(22)申请日2019.03.03(71)申请人兰州城市学院地址730070甘肃省兰州市安宁区街坊路11号(72)发明人孙艳超王国伟朱月珍(51)Int.Cl.E21B10/00(2006.01)E21B10/46(2006.01)E21B10/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图7页(54)发明名称一种牙轮PDC两级切削复合钻头(57)摘要本发明提供了一种牙轮PDC两级切削复合钻头,包括:PDC钻头体、刀翼、牙轮;所述刀翼设置在PDC钻头体的顶端,且刀翼与PDC钻头体为一体式结构;所述切削齿镶焊安装在刀翼顶端的一侧;所述保径部分设置在刀翼的外侧,且保径部分与刀翼通过焊接方式相连接;所述保径齿镶焊安装在保径部分的外壁上;所述储油腔设置在PDC钻头体的顶端;本发明通过对复合钻头的改进,具有结构设计合理、能够实现逐层切削,牙轮钻头与PDC钻头优势互补、钻头导向效果好,稳定性强、井斜控制能力强、局部水力损失,地面动力设备能耗低、钻井效率高,钻井成本低,实用性强的优点,从而有效的解决了本发明在背景技术一项中提出的问题和不足。CN109667545ACN109667545A权利要求书1/1页1.一种牙轮PDC两级切削复合钻头,包括:PDC钻头体(1)、刀翼(2)、切削齿(3)、保径部分(4)、保径齿(5)、储油腔(6)、牙轮(7)、牙齿(8)、流道(9)、水眼(10)、卸扣槽(11)、丝扣(12);其特征在于:所述刀翼(2)设置在PDC钻头体(1)的顶端,且刀翼(2)与PDC钻头体(1)为一体式结构;所述切削齿(3)镶焊安装在刀翼(2)顶端的一侧;所述保径部分(4)设置在刀翼(2)的外侧,且保径部分(4)与刀翼(2)通过焊接方式相连接;所述保径齿(5)镶焊安装在保径部分(4)的外壁上;所述储油腔(6)设置在PDC钻头体(1)的顶端,且储油腔(6)与PDC钻头体(1)通过焊接方式相连接;所述牙轮(7)安装在储油腔(6)的顶端;所述牙齿(8)镶焊安装牙轮(7)的外壁上;所述流道(9)贯通设置在PDC钻头体(1)内部的中间位置;所述水眼(10)贯通设置在PDC钻头体(1)的上部,且水眼(10)与流道(9)相贯通;所述卸扣槽(11)开设在PDC钻头体(1)下部的外壁上;所述丝扣(12)设置在PDC钻头体(1)的底部。2.根据权利要求1所述的一种牙轮PDC两级切削复合钻头,其特征在于:所述牙轮(7)的上端面高于刀翼(2)的上端面。3.根据权利要求1所述的一种牙轮PDC两级切削复合钻头,其特征在于:所述刀翼(2)共设置有三处,刀翼(2)在PDC钻头体(1)的顶端呈环形阵列状分布,且每两处刀翼(2)之间均设置有一处牙轮,牙轮(7)共设置有三处,并且刀翼(2)的切削直径大于牙轮(7)的切削直径。4.根据权利要求1所述的一种牙轮PDC两级切削复合钻头,其特征在于:所述水眼(10)由两部分构成,外侧部分的三个水眼(10)位于刀翼(2)一侧的根部,内侧部分的一个水眼(10)位于PDC钻头体(1)顶端的中间位置。5.根据权利要求1所述的一种牙轮PDC两级切削复合钻头,其特征在于:所述PDC钻头体(1)为胎体钻头,且PDC钻头体(1)由碳化钨粉及耐磨硬质合金粉烧结而成,并且PDC钻头体(1)的外部包镶金刚石微粉。6.根据权利要求1所述的一种牙轮PDC两级切削复合钻头,其特征在于:所述切削齿(3)为聚晶金刚石复合片,且所述聚晶金刚石复合片由聚晶金刚石层与硬质合金基片组成,并且聚晶金刚石层与硬质合金基片的镶嵌方式为牙嵌式。2CN109667545A说明书1/5页一种牙轮PDC两级切削复合钻头技术领域[0001]本发明涉及油气田开发技术领域,更具体的说,尤其涉及一种具备两层级切削岩石的复合钻头。背景技术[0002]随着油气田的不断开发,我国浅层油气资源逐年减少,正朝着深井和超深井油气藏方向发展,近年来我国钻头设计理论与技术发展迅速,但在一定程度上与国外还有一定差距,主要表现在钻材料技术,设计工艺和制造手段。而我国更主要缺乏更实用的设计生产核心技术,许多钻头生产厂商只是在某一方面有所突破,一套完整的技术仍然处于简单的模仿制造阶段,这极大的制约了我国钻头技术的发展。[0003]传统钻头有牙轮钻头、PDC钻头、刮刀钻头,复合钻头只是两种方式的复合,并没有形成两层级切削。另外,PDC仍然是在原地应力下破岩,并且现有技术存在如下弊端:[0004]1、井深的增加,岩石的硬度和塑性的提高,岩石的可钻性变差,钻进难度增大,PDC钻头和牙轮钻头的机械钻进速度变慢,寿命缩短,不能满足钻井提速的要求;