旋切钻头与PDC刀翼形成的复合钻头.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102392603A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102392603A(43)申请公布日2012.03.28(21)申请号201110389865.8(22)申请日2011.11.30(71)申请人四川深远石油钻井工具有限公司地址611730四川省成都市现代工业港南片区通港北路69号(72)发明人李舒田家林曾德发杨琳(74)专利代理机构成都华典专利事务所(普通合伙)51223代理人徐丰(51)Int.Cl.E21B10/00(2006.01)E21B10/43(2006.01)E21B10/16(2006.01)E21B10/46(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图9页(54)发明名称旋切钻头与PDC刀翼形成的复合钻头(57)摘要本发明公开了一种由旋切钻头和PDC刀翼形成的复合钻头，包括主体（1）、旋切钻头牙轮（2）、旋切钻头切削齿（3）、PDC刀翼（4）、PDC切削齿（5）、储油囊（6）、喷嘴（7）。钻头主体（1）包括牙轮轴颈、扶正快、高压泥浆通道和连接丝扣。本发明的特点：复合钻头切削单元包括旋切钻头和PDC钻头切削单元。钻进过程井眼中心部分钻进由旋切钻头完成，复合钻头中的旋切钻头以旋切方式冲击、压碎、切削岩石，中心破岩效率高，机械钻速高，具有更好的动力学性能，磨损均匀，同时改进钻头轴承结构，确保提高破岩效率的同时增加钻头使用寿命。钻进过程井眼外围线速度高，由旋切钻头和PDC钻头切削单元完成，提高复合钻头切削能力，保径效果好。CN102396ACCNN110239260302392611A权利要求书1/1页1.旋切钻头和PDC刀翼形成的复合钻头,包括钻头主体，其特征在于：由旋切钻头与PDC钻头复合；复合钻头基于旋切钻头结构，旋切钻头的旋切牙轮（2）的安装面与钻头主体（1）上的牙轮轴颈连接，旋切牙轮的工作面朝向井壁与井底；牙轮轴颈平面与钻头轴线夹角即轮体夹角的范围为，轴颈偏移量的范围为,其中为旋切钻头直径；旋切钻头覆盖复合钻头中心和井眼外围，PDC钻头是在井眼外围范围在旋切钻头的旋切牙轮间设置的PDC钻头副刀翼；井眼中心位置的钻进由旋切钻头切削齿完成，井眼外围部分的钻进由旋切钻头和PDC钻头副刀翼的切削齿共同完成。2.根据权利要求1所述的旋切钻头与PDC刀翼形成的复合钻头，其特征在于：所述的旋切钻头由两个旋切牙轮构成，PDC钻头由两个PDC钻头副刀翼构成。3.根据权利要求1所述的旋切钻头与PDC刀翼形成的复合钻头，其特征在于：所述的旋切钻头牙轮（2）为钢件、钢体与金属粉末的烧结体；所述的旋切钻头牙轮（2）结构有铣齿牙轮、镶齿牙轮、钢体与金属粉末的烧结牙轮；所述的旋切钻头牙轮（2）数目≥1。4.根据权利要求1或3所述的旋切钻头与PDC刀翼形成的复合钻头，其特征在于：所述的旋切钻头的切削齿（3）形状包括勺形齿、楔形齿、锥球齿、球形齿、锥台齿、圆柱截头齿或棱锥齿；所述的旋切钻头切削齿（3）材质包括硬质合金、聚晶金刚石复合体、热稳定聚晶金刚石、孕镶金刚石、天然金刚石、立方氮化硼、陶瓷，以及包含硬质合金、金刚石或立方氮化硼的切削齿；所述的旋切钻头切削齿（3）齿圈数目≥1。5.根据权利要求1所述的旋切钻头与PDC刀翼形成的复合钻头，其特征在于：所述的PDC钻头副刀翼（4）为钢件、钢体与金属粉末的烧结体；所述的PDC刀翼（4）数目≥1。6.根据权利要求1或5所述的旋切钻头与PDC刀翼形成的复合钻头，其特征在于：所述PDC钻头副刀翼的切削齿（5）形状包括勺形齿、楔形齿、锥球齿、球形齿、锥台齿、圆柱截头齿、棱锥齿；PDC钻头副刀翼的切削齿（5）材质包括硬质合金、聚晶金刚石复合体、热稳定聚晶金刚石、孕镶金刚石、天然金刚石、立方氮化硼、陶瓷，以及包含硬质合金、金刚石或立方氮化硼的切削齿；所述的PDC切削齿（5）数目≥1。7.根据权利要求1所述的旋切钻头与PDC刀翼形成的复合钻头，其特征在于：所述钻头主体（1）为钢件、钢材组焊件、钢体与金属粉末的烧结体；所述钻头主体（1）上有扶正块，扶正块表面敷焊有耐磨合金或镶嵌有硬质合金、聚晶金刚石复合片、热稳定聚晶金刚石、孕镶金刚石、天然金刚石、立方氮化硼、陶瓷等材料。8.根据权利要求1所述的旋切钻头与PDC刀翼形成的复合钻头，其特征在于：所述的复合钻头的复合方式包括整体加工、组焊、丝扣连接等。2CCNN110239260302392611A说明书1/7页旋切钻头与PDC刀翼形成的复合钻头技术领域[0001]本发明属于石油天然气钻探工程、矿山开采、地质钻探、建筑工程、隧道工程、盾构及非开挖等技术设备领域，涉及由旋切钻头和PDC刀翼形成的复合钻头。背景技术[0002]钻头是钻井过程中，直接与岩石接触，通过切削、冲压等作用破碎岩石的工具。现代钻井工程中