孕镶PDC钻头.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101886524A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101886524101886524A(43)申请公布日2010.11.17(21)申请号200910136737.5(22)申请日2009.05.14(71)申请人中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院地址257017山东省东营市东营区北一路236号(72)发明人彭烨关舒伟侯庆勇张崇砚李百胜樊胜华(74)专利代理机构北京市中实友知识产权代理有限责任公司11013代理人罗文远(51)Int.Cl.E21B10/46(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称孕镶PDC钻头(57)摘要本发明孕镶PDC钻头由PDC复合片、孕镶金刚石层、胎体、钢芯和接头组成，孕镶金刚石层、胎体和钢芯通过烧结成为钻头体，在钻头体的孕镶金刚石层和胎体上布置有流道，PDC复合片钎焊在孕镶金刚石层中或孕镶金刚石层和胎体中，出露0～PDC复合片直径/3，处于孕表镶状态，且覆盖钻头的冠部轮廓线，接头与钻头体连接。该发明孕镶PDC钻头既保持PDC钻头剪切破碎岩石的高机械钻速优点，又利用孕镶结构最大限度地保护了PDC复合片，同时孕镶金刚石层具有犁削功能，增加了钻头的金刚石含量，有效提高了钻头寿命和进尺。CN1086524ACN101886524ACCNN110188652401886525A权利要求书1/1页1.孕镶PDC钻头由PDC复合片(1)、孕镶金刚石层(2)、胎体(3)、钢芯(4)和接头(5)组成，其特征在于：孕镶金刚石层(2)、胎体(3)和钢芯(4)烧结为钻头体(6)，在钻头体(6)的孕镶金刚石层(2)和胎体(3)上布置有流道(7)，PDC复合片(1)钎焊在孕镶金刚石层(2)或孕镶金刚石层(2)和胎体(3)中，出露0～PDC复合片直径/3，且覆盖钻头的冠部轮廓线，钻头体(6)与接头(5)相连接。2.根据权利要求1所述的孕镶PDC钻头，其特征在于：PDC复合片(1)为圆柱形、椭圆柱形、楔柱形、四棱柱形和/或三棱柱形，孕镶金刚石层(2)中孕镶天然金刚石、热稳定人造聚晶金刚石(TSP)、人造金刚石颗粒和/或立方氮化硼(CBN)。2CCNN110188652401886525A说明书1/2页孕镶PDC钻头技术领域[0001]本发明属于石油、地质钻井用钻头。背景技术[0002]目前，已有的PDC钻头在适应地层中具有机械钻速快、进尺高、钻压较小、可适用的转速高等优点，在石油和地质钻井中得到了广泛应用，为钻井界带来了巨大的经济效益和社会效益。但因PDC钻头的PDC复合片较脆易于崩碎，且金刚石只有前表面上的一层，对于硬研磨性地层来讲金刚石含量偏少，引起在这些地层中寿命偏小、进尺偏少。已有的孕镶金刚石钻头采用小颗粒金刚石作为切削元件，因钻头的孕镶金刚石层中都混合有金刚石颗粒，金刚石含量较高，且相对比较均匀，因此寿命较长、进尺较多。但其工作原理为磨削和犁削，机械钻速较低。发明内容[0003]本发明为解决在硬研磨性地层中已有PDC钻头的进尺偏少和孕镶金刚石钻头机械钻速较低的问题，提供一种具有剪切破碎岩石功能，机械钻速较高，具有孕镶金刚石层，既最大限度地保护PDC复合片，又增大了金刚石含量，为此寿命和进尺较高的钻头。本发明的目的就是为提供孕镶PDC钻头。[0004]为实现上述目的，孕镶PDC钻头由PDC复合片、孕镶金刚石层、胎体、钢芯和接头组成，孕镶金刚石层、胎体和钢芯烧结为钻头体，在钻头体的孕镶金刚石层和胎体上布置有流道，PDC复合片钎焊在孕镶金刚石层中或孕镶金刚石层和胎体中，出露0～PDC复合片直径/3，处于孕表镶状态，且覆盖钻头的冠部轮廓线，钻头体与接头相连接。PDC复合片(1)为圆柱形、椭圆柱形、楔柱形、四棱柱形和/或三棱柱形，孕镶金刚石层(2)中孕镶天然金刚石、热稳定人造聚晶金刚石(TSP)、人造金刚石颗粒和/或立方氮化硼(CBN)。[0005]采用这种结构后，新型孕镶PDC钻头钎焊有PDC复合片，具有剪切破碎岩石作用，因此机械钻速较高。且把PDC复合片孕镶在孕镶金刚层中或在孕镶金刚石层和胎体中，孕镶金刚石层能够最大限度地保护PDC复合片，尽可能保证PDC复合片在正常磨损条件下工作，减少了崩碎现象，可以有效提高寿命和进尺。同时，孕镶金刚石层中含有大量的金刚石颗粒，具有犁削作用，增加了钻头的金刚石含量，又进一步提高了钻头的进尺和寿命。附图说明[0006]图1孕镶PDC钻头结构示意图1[0007]图2孕镶PDC钻头结构示意图2具体实施方式[0008]下面结合图对本发明做进一步的详细说明。[0009]图1所示的孕镶PDC钻头由PDC复合片1、孕镶金刚石层2、胎体3、钢芯4和接头3CCNN110188652401886525A说明书2/2页5组