五刀翼聚晶金刚石复合片钻头.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CN105525878A(43)申请公布日2016.04.27(21)申请号201510895232.2(22)申请日2015.12.08(71)申请人大庆天瑞机械制造有限公司地址163000黑龙江省大庆市让胡路区乘风工业区(72)发明人王跃忠宋佳常(51)Int.Cl.E21B10/43(2006.01)E21B10/54(2006.01)E21B10/60(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称五刀翼聚晶金刚石复合片钻头(57)摘要本发明提出五刀翼聚晶金刚石复合片钻头。两个主刀翼和三个副刀翼的轮廓为圆弧形，靠近钻头中心位置，切削齿布置的少，靠近钻头边缘位置布齿多，切削齿的第一排为掘进齿，第二排为犁进齿，掘进齿顶部呈尖顶状，所述的尖顶状，其顶部向钻头中心一侧倾斜，扩孔齿为圆片状，稳定齿为条形。通过刀翼的弧形设计、掘进齿的齿形设计和各切削齿的布置，使得该钻头在钻进时主动排屑，降低了切削齿的工作温度，改善切削齿的工作条件不易产生泥包现象，掘进齿的齿形设计提高了钻头的破碎能力且提高了钻头的向心力，提高钻进质量，同时各切削齿受力均衡，提高钻头使用寿命，主动式导向的稳定齿的布置使得钻头钻头导向性良好，提高了钻头的防涡动性能。CN105525878ACN105525878A权利要求书1/1页1.一种五刀翼聚晶金刚石复合片钻头，包括钻头本体(1)，其特征在于：钻头本体(1)的半圆球状的钻头冠部上延伸出均匀分布的两个主刀翼(2)和三个副刀翼(15)，两个主刀翼(2)和三个副刀翼(15)切削面的轮廓均为圆弧形，该圆弧一侧顶点与钻头本体(1)的中心线相切，该圆弧至钻头外圆一侧的偏离方向与钻头旋转方向相反，两个主刀翼(2)和三个副刀翼(15)背面的走向与形状与切削面相似；布齿方面，整个刀翼(2、15)的布齿原则是，越靠近钻头中心位置，切削齿布置的越少，越靠近钻头边缘位置布齿越多，其中，切削齿分为两部分，第一排为掘进齿(7)，第二排为犁进齿(6)，各排切削齿间隔分布；其中，掘进齿(7)顶部呈尖顶状聚晶金刚石复合片结构，所述的尖顶状，其顶部向钻头中心一侧倾斜，掘进齿(7)的尖顶状与钻头中心线内侧形成内倾角c(13)，掘进齿(7)的尖顶状与钻头中心线外侧形成外倾角d(14)，掘进齿(7)的外倾角所延伸的切削面为圆弧状结构，犁进齿(6)为圆片状聚晶金刚石复合片；由掘进齿(7)和犁进齿(6)组成的切削面与钻头中心线之间呈顶角b(8)，由扩孔齿(4)形成的切削面与钻头中心线之间呈倾角a(5),由稳定齿(3)组成的切削面为圆环状外形，扩孔齿(4)为圆片状聚晶金刚石复合片，稳定齿(3)为条形聚晶金刚石复合片竖向圆周布置。2.根据权利要求1所述的五刀翼聚晶金刚石复合片钻头，其特征在于：主刀翼(2)和副刀翼(15)正面均设有喷嘴(9)。3.根据权利要求1所述的五刀翼聚晶金刚石复合片钻头，其特征在于：掘进齿(7)的顶角为圆角状结构，掘进齿(7)的内倾角c(13)和外倾角d(14)的范围取决于：当掘进齿(7)受到地层压力时，作用于内倾角c(13)面上和外倾角d(14)面上的径向分项力的合力指向钻头中心，作用于内倾角c(13)和外倾角d(14)面上的轴向力均位于掘进齿的根部，所述的顶角b(8)的范围在135～155°之间，所述的倾角a(5)的范围在8～11°之间。4.根据权利要求1所述的五刀翼聚晶金刚石复合片钻头，其特征在于：所述的稳定齿(3)为条形，其外侧为圆弧面，稳定齿(3)的圆弧面与钻头旋转方向一侧的钻头名义直径(12)之间的切线之间呈夹角e(10)布置，稳定齿(3)的圆弧另一侧尾部所形成的外圆半径大于钻头名义直径(12)一个尺寸f(11)，其中，夹角e(10)的范围在10～15°之间，尺寸f(11)的范围在0～2mm之间。2CN105525878A说明书1/3页五刀翼聚晶金刚石复合片钻头技术领域：[0001]本发明涉及油田钻探工具领域，具体涉及五刀翼聚晶金刚石复合片钻头。背景技术：[0002]聚晶金刚石复合片钻头由钢制胎体、碳化钨烧结层和排布在碳化钨烧结层上的金刚石复合片组成，金刚石复合片在钻头冠部的布齿及齿的密度直接影响钻头的性能，由于钻头在整个直径上的线速度不同，各直径上的刀齿的受力也不尽相同，每个刀齿所处的工作位置不同，受力的方向冲击振动，各刀齿受力的合力向心力不强也会使得整个钻头容易产生涡动，钻头的保径面如果对井壁产生切削作用，会破坏井壁使钻头产生水平位移,刀翼和刀翼之间的排泥槽布置不当也是导致排泥不畅，形成钻头泥包的主要原因。发明内容：[0003]为了克服背景技术中的不足，本发明提出五刀翼聚晶金刚石复合片钻头解决上述问题。[0004]本发明的技术方案是：五