[实用新型]三刀翼聚晶金刚石复合片钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田钻探工具领域，具体涉及三刀翼聚晶金刚石复合片钻头。

背景技术

聚晶金刚石复合片钻头由钢制胎体、碳化钨烧结层和排布在碳化钨烧结层上的金刚石复合片组成，金刚石复合片在钻头冠部的布齿及齿的密度直径影响钻头的性能，一般规律是低密度多刀翼布齿，低密度布齿主要用于油田比较坚硬的地层中，适合这样地层的金刚石钻头一般为四刀翼以上35-40个刀齿，由于刀翼多，阻力大，在松软地层中钻进速度慢，在低密度布齿在遇到地下3400米以下的坚硬地层时钻进仍然存在布齿密度不够钻进速度慢的问题。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型提出三刀翼聚晶金刚石复合片钻头解决上述问题。

本实用新型的技术方案是：三刀翼聚晶金刚石复合片钻头，包括钻头本体，钻头本体的半圆球状的钻头冠部上延伸出三个均匀分布的刀翼，每个刀翼由四个Φ19mm×13mm和四个Φ13mm×8mm聚晶金刚石复合片组成，其中由三个Φ13mm×8mm聚晶金刚石复合片组成保径刃，由两个Φ13mm×8mm和一个Φ19mm×13mm聚晶金刚石复合片组成扩孔刃，由三个Φ19mm×13mm聚晶金刚石复合片组成切削刃，由两个Φ19mm×13mm聚晶金刚石复合片组成开孔刃；保径刃的聚晶金刚石复合片外圆轮廓为圆柱型，其外圆尺寸为钻头公称直径，扩孔刃的聚晶金刚石复合片组成的轮廓为圆锥形，其锥度母线与保径刃的角度a呈8～10°角，切削刃的聚晶金刚石复合片组成的外轮廓与钻头中心线的角度b呈43～46°角，开孔刃的聚晶金刚石复合片组成的外轮廓与钻头中心线的角度c呈-30～-35°角；在每个扩孔刃与切削刃交叉部位的内侧设有一个喷嘴，每个切削刃与开孔刃交叉部位的内侧设有一个喷嘴。

本实用新型具有如下有益效果：三刀翼大密度布齿的结构使得刀翼在钻进的过程中钻进速度快且排泥顺畅，其中，切削刃和开孔刃在地层中起到主要的切削任务，在地层硬度不高的时候，开孔和切削钻进主要是大聚晶金刚石复合片起作用，由于扩孔刃的锥度很小，扩孔刃的小聚晶金刚石复合片起辅助作用，钻进速度快且稳定，在地层硬度很高时，钻进速度下降，所有的聚晶金刚石复合片均起到各自的开孔、切削、扩孔和保径的作用，使得各个阶段的工作由专职的聚晶金刚石复合片负责，提高聚晶金刚石复合片的使用率，保证钻进速度和质量，扩孔刃的设计还可以提高钻进的对心度，也保证了各个聚晶金刚石复合片的磨损程度一致，延长钻头使用寿命。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是附图1的局部立面图。

图中1-钻头本体，2-喷嘴，3-刀翼，4-Φ13mm×8mm聚晶金刚石复合片，5-保径刃，6-角度a，7-扩孔刃，8-Φ19mm×13mm聚晶金刚石复合片,9-切削刃，10-角度b，11-开孔刃，12-角度c。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1结合图2所示，三刀翼聚晶金刚石复合片钻头，包括钻头本体1，钻头本体1的半圆球状的钻头冠部上延伸出三个均匀分布的刀翼3，每个刀翼3由四个Φ19mm×13mm和四个Φ13mm×8mm聚晶金刚石复合片8、4组成，其中由三个Φ13mm×8mm聚晶金刚石复合片4组成保径刃5，由两个Φ13mm×8mm和一个Φ19mm×13mm聚晶金刚石复合片4、8组成扩孔刃7，由三个Φ19mm×13mm聚晶金刚石复合片8组成切削刃9，由两个Φ19mm×13mm聚晶金刚石复合片8组成开孔刃11；

保径刃5的聚晶金刚石复合片外圆轮廓为圆柱型，其外圆尺寸为钻头公称直径，扩孔刃7的聚晶金刚石复合片组成的轮廓为圆锥形，其锥度母线与保径刃5的角度a6呈8～10°角，切削刃9的聚晶金刚石复合片组成的外轮廓与钻头中心线的角度b10呈43～46°角，开孔刃11的聚晶金刚石复合片组成的外轮廓与钻头中心线的角度c12呈-30～-35°角；

在每个扩孔刃7与切削刃9交叉部位的内侧设有一个喷嘴2，每个切削刃9与开孔刃11交叉部位的内侧设有一个喷嘴2。

三刀翼大密度布齿的结构使得刀翼在钻进的过程中钻进速度快且排泥顺畅，其中，切削刃9和开孔刃11在地层中起到主要的切削任务，在地层硬度不高的时候，开孔和切削钻进主要是大聚晶金刚石复合片起作用，由于扩孔刃7的锥度很小，扩孔刃的小聚晶金刚石复合片起辅助作用，钻进速度快且稳定，在地层硬度很高时，钻进速度下降，所有的聚晶金刚石复合片均起到各自的开孔、切削、扩孔和保径的作用，使得各个阶段的工作由专职的聚晶金刚石复合片负责，提高聚晶金刚石复合片的使用率，保证钻进速度和质量，扩孔刃的设计还可以提高钻进的对心度，也保证了各个聚晶金刚石复合片的磨损程度一致，延长钻头使用寿命。