一种盘刀复合钻头.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102678052A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102678052A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201210155587.4(22)申请日2012.05.18(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号西南石油大学(72)发明人杨迎新陈炼林敏石擎天包泽军张春亮(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人钱成岑詹永斌(51)Int.Cl.E21B10/12(2006.01)E21B10/36(2006.01)E21B10/43(2006.01)E21B10/46(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书1111页页附图附图1919页(54)发明名称一种盘刀复合钻头(57)摘要本发明公开了一种盘刀复合钻头，属于石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻探设备用破岩工具领域，包括钻头体和设置在钻头体上的盘刀切削结构，钻头体还设置有冲击切削结构，冲击切削结构包括传递冲击力的传力机构以及冲击切削齿，冲击切削齿固结在传力机构末端的冲头上，冲头能在冲击力传递方向上相对于钻头体做滑动或滑动冲击。与盘刀切削结构钻头（又称轮式钻头）相比，本发明既有利于钻头切削齿对地层的吃入，提高破岩效率，同时也有利于减缓切削齿的磨损速度，特别是在强度较高、研磨性较强的难钻地层具有明显的技术优势。CN1026785ACN102678052A权利要求书1/1页1.一种盘刀复合钻头，包括钻头体（1）和设置在钻头体（1）上的盘刀切削结构（2），其特征在于：所述钻头体（1）还设置有冲击切削结构（3），冲击切削结构（3）包括传递冲击力的传力机构（32）以及冲击切削齿（31），冲击切削齿（31）固结在传力机构（32）末端的冲头（321）上，所述冲头（321）能在冲击力传递方向上相对于钻头体（1）做滑动或滑动冲击。2.根据权利要求1所述的一种盘刀复合钻头，其特征在于：所述钻头体（1）还设置有产生冲击力并由所述传力机构（32）传递冲击力的冲击机构（33）。3.根据权利要求2所述的一种盘刀复合钻头，其特征在于：所述钻头体（1）采用分体式结构，由设有所述冲击机构的冲击器本体（51）和设有所述盘刀切削结构（2）和冲击切削结构（3）的切削结构本体（61）连接而成，冲击机构安装在冲击器本体（51）的中空部位。4.根据权利要求1和2或3所述的一种盘刀复合钻头，其特征在于：钻头半径三分之一以外的径向区域内布置有所述冲击切削齿（31）。5.根据权利要求1和2或3所述的一种盘刀复合钻头，其特征在于：钻头半径二分之一以外的径向区域内布置有所述冲击切削齿（31）。6.根据权利要求1和2或3所述的一种盘刀复合钻头，其特征在于：钻头半径三分之二以外的径向区域内布置有所述冲击切削齿（31）。7.根据权利要求1和2或3所述的一种盘刀复合钻头，其特征在于：钻头半径三分之一以内的径向区域内布置有所述冲击切削齿（31）。8.根据权利要求1和2或3所述的一种盘刀复合钻头，其特征在于：所述传力机构（32）包括依次连接的砧体（323）、传力杆（322）和冲头（321），砧体（323）与钻头体（1）之间形成相对滑动，传力杆（322）与钻头体（1）之间形成相对滑动，或通过摆动滑块（328）形成既允许相对滑动，又允许相对转动的连接，所述冲头（321）连接在传力杆（322）的末端，或与传力杆（322）构成一个整体式元件。9.根据权利要求8所述的一种盘刀复合钻头，其特征在于：在同一个冲击切削单元中，传力杆的数量为一个或多于一个，当传力杆的数量多于一个时，各传力杆相互串行连接，其中彼此具有相对运动的相邻传力杆之间通过铰链连接。10.根据权利要求1或2或3所述的一种盘刀复合钻头，其特征在于：所述盘刀切削结构（2）上的盘刀切削齿（21）为聚晶金刚石复合片，也可以为热稳定聚晶金刚石、天然金刚石以及孕镶金刚石切削齿，冲击切削结构（3）上的冲击切削齿（31）为硬质合金齿，或用金刚石做表面加强的硬质合金齿。2CN102678052A说明书1/11页一种盘刀复合钻头技术领域[0001]本发明属于石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻探设备用破岩工具领域。背景技术[0002]钻头是钻井工程中用以破碎岩石、形成井筒的破岩工具。现今钻井工程中所使用的常规钻头主要有三牙轮钻头、聚晶金刚石复合片钻头（即PDC钻头）和冲旋钻头（也称旋冲钻头或钎头）等。[0003]三牙轮钻头主要以压碎（牙齿压入岩石造成岩石破碎）的形式破岩，适用的地层范围较宽，但能量利用率不高，破岩效率相对较低。特别是在深部地层钻进时，在高密度钻井液作用条件下井底的岩屑压持效应十分明显，牙齿难以压入地层并形成有效的破碎