一种新型pdc、牙轮复合钻头.pdf

(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CN108625788A(43)申请公布日2018.10.09(21)申请号201810749047.6(22)申请日2018.07.10(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人邓嵘汤小瑞张文汀陈科敬斌杰郭恩宏李邱洋(74)专利代理机构北京中索知识产权代理有限公司11640代理人房立普(51)Int.Cl.E21B10/08(2006.01)E21B10/54(2006.01)E21B10/18(2006.01)E21B10/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种新型pdc、牙轮复合钻头(57)摘要本发明公开一种新型pdc、牙轮复合钻头，包括钻头体、牙掌、切削刀翼、球形牙轮，所述球形牙轮安装在牙掌上，所述牙掌、切削刀翼的外侧均设有pdc切削齿并固定在钻头体上，所述球形牙轮位于钻头体的正上方，其中心线与钻头体轴线重合；所述球形牙轮的球心处与切削刀翼最高点间的垂直距离的范围为18-29mm，所述牙掌的侧面设有储油密封。本发明涉及的新型复合钻头，在钻井过程中pdc切削齿与牙轮齿共同分担钻压，降低了各齿所受压力，提高了钻头抗磨损能力，进而延长整个钻头的使用寿命，且由于储油密封位置更靠近钻头顶部，从而提高钻头润滑系统感应井底压力的灵敏度，使钻头更好的润滑环境，从而提高钻头的寿命。CN108625788ACN108625788A权利要求书1/1页1.一种新型pdc、牙轮复合钻头，包括钻头体(1)、牙掌(2)、切削刀翼(3)、球形牙轮(4)，所述牙掌(2)上设有轴承(12)，所述球形牙轮(4)外表面设有切屑齿，其特征在于，所述球形牙轮(4)安装在牙掌(2)的轴承(12)上，所述牙掌(2)、切削刀翼(3)的形状大小均相同，所述牙掌(2)、切削刀翼(3)的外侧均设有pdc切削齿(5)并固定在钻头体(1)上，所述球形牙轮(4)位于钻头体(1)的正上方，其中心线与钻头体(1)轴线重合；所述球形牙轮(4)的球心与切削刀翼(3)最高点间的垂直距离的范围为±29mm，所述牙掌(2)的侧面设有储油密封(8)。2.根据权利要求1所述的一种新型pdc、牙轮复合钻头，其特征在于，所述球形牙轮(4)上设有水眼(6)和若干条引流槽(7)，若干条引流槽(7)的一端交汇于水眼(6)处，另一端与球形牙轮(4)下端面的垂直距离为20～50mm。3.根据权利要求2所述的一种新型pdc、牙轮复合钻头，其特征在于，所述切削刀翼(3)的个数为三个，三个切削刀翼(3)和牙掌(2)均布在钻头体(1)的冠部外围。4.根据权利要求2或3所述的一种新型pdc、牙轮复合钻头，其特征在于，所述储油密封(8)与牙掌(2)最高点之间的距离范围为60～75mm。5.根据权利要求3所述的一种新型pdc、牙轮复合钻头，其特征在于，所述牙掌(2)、切削刀翼(3)背面均设有耐磨保径齿(9)。6.根据权利要求2所述的一种新型pdc、牙轮复合钻头，其特征在于，所述水眼(6)中心线与轴承(12)轴线之间的夹角为5～10°。7.根据权利要求1所述的一种新型pdc、牙轮复合钻头，其特征在于，所述钻头体(1)的冠部具有球状凹腔(10)，所述球形牙轮(4)位于球状凹腔(10)的正上方，所述球状凹腔内(10)表面与球形牙轮(4)上切屑齿齿顶之间的间距为10～20mm。8.根据权利要求7所述的一种新型pdc、牙轮复合钻头，其特征在于，所述切削刀翼(3)上靠近球形牙轮(4)的端面为内弧面(11)，所述内弧面(11)向外倾斜，所述球状凹腔内(10)与向外倾斜的内弧面(11)之间的夹角为0～30°。9.根据权利要求1或8所述的一种新型pdc、牙轮复合钻头，其特征在于，所述钻头体(1)上设有用于焊接牙掌(2)的凹槽(13)。2CN108625788A说明书1/3页一种新型pdc、牙轮复合钻头技术领域[0001]本发明涉及石油天然气钻探工程、矿山工程、建筑工程基础施工、地质钻探、水文及非开挖技术领域，具体为一种新型pdc、牙轮复合钻头。背景技术[0002]在石油天然气钻井工程中，需要借助破岩工具破碎岩石，而钻头是常用的破碎岩石形成井眼的破岩工具。传统钻井工程中使用的钻头主要有牙轮钻头和pdc钻头。[0003]牙轮钻头主要以冲击压碎的方式破岩，钻头旋转钻进时牙轮的线速度快，通过牙轮上的牙齿对井底岩石产生冲击压碎作用破岩。其破岩扭矩小，切削齿与井底接触面积小，比压高，易于吃入地层，适用于软到坚硬多种地层。[0004]pdc钻头依靠高硬度、耐磨、自锐的聚晶金刚石复合片(简称pdc齿)来剪切破碎岩石，pdc钻头在软到中硬地层中有机械钻速高、寿命长、排量大、钻进成本低等特点，因此其在油气井的钻