[发明专利]一种三斜面空气锤钻头

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体钻井中使用的空气锤钻头，尤其涉及一种三斜面空气锤钻头。

背景技术

气体钻井作为世界油气工业中备受关注的热点，与常规钻井相比的主要优势在于其机械钻速可提高4～8倍，最大甚至提高到14倍。气体钻井有很多优点：提高机械钻速、降低钻进成本、提高井身质量和消除岩屑压持效应等。

目前公知，气体钻井用的空气锤钎头，一般采用单斜面和中心平面结构。实践证明采用这种结构方式的空气锤钻头的边齿（斜面上镶嵌的硬质合金齿）脱落、碎齿和断齿严重，因边齿失效导致的空气锤钻头失效的比例高达空气锤钻头失效的90%，降低了空气锤钻头的使用寿命，增加了气体钻井的成本，严重影响了气体钻井的钻进效率，为克服上述单斜面空气锤钻头存在的问题，本发明提出一种三斜面空气锤钻头。

发明内容

本发明为了解决以上问题提供了一种结构简单、减小边齿受力、防止边齿脱落碎齿断齿、延长钻头使用寿命的三斜面空气锤钻头。

本发明的技术方案是：所述的钻头包括钻头本体和若干球形齿，所述的若干球形齿镶嵌在钻头本体端面上。

所述的钻头本体由中心平面、内斜面、中间斜面、外斜面和钻头本体锥面构成，所述的中心平面为一圆形平面，设置在钻头本体端面中心；所述的内斜面为一环面，该内斜面靠近钻头轴线一侧与中心平面相交，远离钻头轴线一侧与中间斜面相交；所述的中间斜面为一环面，该中间斜面靠近钻头轴线一侧与内斜面相交，远离钻头轴线一侧与外斜面相交；所述的外斜面为一环面，该外斜面靠近钻头轴线一侧与中间斜面相交，远离钻头轴线一侧延伸至钻头本体锥面。

所述的球形齿为硬质合金齿球齿或聚晶金刚石PDC球齿。

所述的外斜面、中间斜面、内斜面的表面法向与钻头轴线夹角逐渐变小。

本发明外斜面表面法向与钻头轴线夹角和单斜面空气锤钻头的边齿倾角相同时，三斜面空气锤钻头的外斜面边齿倾角相对于中间斜面和内斜面的球齿倾角就小于单斜面空气锤钻头的边齿倾角，这样本发明的三斜面结构克服了现有单斜面钻头边齿倾角较大的问题，改善了边齿工作受力状况恶劣的问题，降低了边齿脱落、碎齿和断齿的可能性，提高了空气锤钻头的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是钻头本体的结构示意图。

图3是图2中A向结构示意图。

图中1是钻头本体，2是外斜面，3是中间斜面，4是内斜面，5是中心平面，6是球形齿，7是钻头本体锥面。

具体实施方式

一种三斜面空气锤钻头，所述的钻头包括钻头本体1和若干球形齿6，所述的若干球形齿6镶嵌在钻头本体1端面上，所述的钻头本体1由中心平面5、内斜面4、中间斜面3、外斜面2和钻头本体锥面7构成，所述的中心平面5为一圆形平面，设置在钻头本体1端面中心；所述的内斜面4为一环面，该内斜面4表面法向与钻头轴线夹角较小，该内斜面4靠近钻头轴线一侧与中心平面5相交，远离钻头轴线一侧与中间斜面3相交；所述的中间斜面3为一环面，该中间斜面3表面法向与钻头轴线夹角比内斜面4的较大，该中间斜面3靠近钻头轴线一侧与内斜面4相交，远离钻头轴线一侧与外斜面2相交；所述的外斜面2为一环面，该外斜面2表面法向与钻头轴线夹角比内斜面4、中间斜面3的都大，该外斜面2靠近钻头轴线一侧与中间斜面3相交，远离钻头轴线一侧延伸至钻头本体锥面7，所述的外斜面2、中间斜面3、内斜面4的表面法向与钻头轴线夹角逐渐变小。

所述的球形齿6为硬质合金齿球齿或聚晶金刚石PDC球齿。