[实用新型]用于钢体式PDC钻头的齿座及具有该齿座的钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于石油天然气钻井的钢体式PDC钻头及其配件。

背景技术

PDC钻头为整体式的钻头，整个钻头没有活动零部件，通常由钻头本体、钻头切削齿、喷嘴及排屑槽等几部分组成。

目前石油天然气钻井使用的全面钻井PDC钻头主要分钢体式和胎体式两种结构。胎体式PDC钻头因其工艺和材料的特点，应用范围广，但其主要材料为铸造碳化钨粉料，价格昂贵且不环保。钢体式PDC钻头本体材料为钢材，价格低、强度高，减小了重金属的使用量，有利于环保。

为了增加切削齿的布齿密度，石油钻井的PDC钻头在大多数应用中，都根据地层的具体情况采用前排齿加后排齿的双级结构。采用烧结成型的胎体式PDC钻头在制造工艺上可以方便地实现前排齿加后排齿的双级结构。然而，对于钢体式PDC钻头而言，目前尚没有便捷有效的制造方式来制造前排齿加后排齿的双级结构，这是导致钢体式PDC钻头应用范围小因而不能大面积推广的一个主要原因。具体而言，对于钢体式PDC钻头，因为用于安装切削齿的齿孔要求与切削齿的配合精度高，如果在钢体式钻头上直接加工用于安装后排齿的齿孔，将面临许多加工上的困难，而且不易达到设计要求。

因此，现有技术中迫切需要一种能够便捷有效地制造的具有前排齿加后排齿双级结构的钢体式PDC钻头。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够解决现有技术中存在的上述问题的齿座和包括该齿座的钢体式PDC钻头。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于钢体式PDC钻头的齿座，钢体式PDC钻头的PDC复合片能安装并固定于该齿座中，便于便捷地制造。

此外，本实用新型提供了一种钢体式PDC钻头，其包括用于安装并固定PDC复合片的齿座。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于钢体式PDC钻头的齿座，所述齿座包括一个齿座本体，在齿座本体上形成有一个齿孔，PDC复合片能安装并固定于所述齿孔中。

优选地，所述齿座本体为圆柱体，所述齿孔为圆形孔。

所述齿孔的中心轴线与所述齿座本体的纵轴线之间的夹角为0至90度之间的任意角度。优选地，所述齿孔的中心轴线与所述齿座本体的纵轴线之间的夹角为60度至80度，更优选为70度。

优选地，所述齿孔在所述齿座上的位置使得PDC复合片连接到所述齿孔以后，所述PDC复合片未被所述齿座包裹的出露弧长占整个圆弧的30％以上。

优选地，所述PDC复合片在连接到所述齿座的所述齿孔以后，使得PDC复合片圆柱面的50％以上都为连接面。

优选地，所述PDC复合片在连接到所述齿座的所述齿孔后，所述PDC复合片不超出所述齿座的圆柱面。

优选地，所述PDC复合片在安装并固定到所述齿座的所述齿孔后，在所述PDC复合片后方留有一定厚度的齿座部分。

优选地，所述齿孔与PDC复合片为间隙配合。

优选地，PDC复合片与所述齿孔的连接方式为钎焊。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种钢体式PDC钻头，所述钻头上设置有一个或多个安装孔，每个安装孔中分别安装并固定一个上述齿座，PDC复合片安装并固定于所述齿座的齿孔中。

优选地，所述安装孔因而所述齿座及PDC复合片设置于所述PDC钻头的前排齿的正后方或者斜后方。

优选地，所述齿座通过钎焊连接于所述安装孔中。

本实用新型的有益效果如下所述。

使用本实用新型的齿座，可方便地实现钢体式PDC钻头前排齿加后排齿的双级切削结构的设计，使机加工更可行可靠，提高效率。

利用本实用新型的齿座，使得能够在现有机加工能力下，方便地在钢体式PDC钻头上加上后排齿，从而使得钢体式PDC钻头能够应用前排齿加后排齿的双级切削结构，增加钢体式PDC钻头的布齿密度，推广钢体式PDC钻头的应用范围。

特别是，通过本实用新型的上述齿座，使得使钢体式PDC钻头的后排齿能有效地固定在前排齿的后方，而且能够方便地通过调节齿孔(安装孔)的位置X、Y来调节后排齿相对于前排齿的位置，给加工制造带来许多便利，并且容易满足设计的要求，最重要的是能够灵活地满足设计要求。因此，不仅节约了钻头加工制造的成本，也提高了加工效率。而且，目前在许多钻井作业中需要大量的具有前排齿加后排齿双级结构的PDC钻头。因此，通过本实用新型的上述齿座，就能够方便地制造出具有前排齿加后排齿双级结构的钢体式PDC钻头，从而能够利用钢体式PDC钻头的优点，使钢体式PDC钻头在钻井作业中发挥更广更大的作用，提高钻井作业效率。

附图说明