[实用新型]PDC钻头及其保径齿

说明书

本实用新型公开了一种PDC钻头保径齿，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，聚晶金刚石层和硬质合金基体通过高温高压烧结成一体，聚晶金刚石层的顶面为向上凸起的弧顶面，聚晶金刚石层的顶弧面上开设有多个与钻头的自转方向平行设置的凹槽型流道，凹槽型流道由聚晶金刚石层一侧端面边缘延伸至另一侧端面边缘，凹槽型流道具有两侧壁以及连接两侧壁的底面，凹槽型流道的底面与聚晶金刚石层的底面平行设置，凹槽型流道侧壁与底面之间夹角大于90°。本实用新型进一步公开一种PDC钻头，包括如上所述的PDC钻头保径齿。本实用新型提出的PDC钻头及其保径齿，可提高其耐磨性，同时具有较好排屑及冷却能力。

技术领域

本实用新型涉及地质钻探用钻井工具技术领域，尤其涉及一种PDC钻头及其保径齿。

背景技术

金刚石钻头保径在金刚石钻头最大直径处，是钻头的关键部位，保径的性能直接影响钻头的使用效果。保径分为近工作面保径和保径面，近工作面保径部位的保径齿一般和工作面的切削齿类型相同，从胎体表面出露一定的高度。保径面保径齿一般采用硬质合金、人造聚晶金刚石、天然金刚石或PDC齿，保径面保径齿一般身体镶藏在保径面胎体内，只有一个表面刚好露出胎体表面达到钻头的最大直径形成保径，传统使用的钻头保径面上保径齿的安装方式为保径齿的金刚石层的外圆面刚好露出胎体表面达到钻头的最大直径形成保径。

在软地层中钻进时，机械钻速快，进尺多，但在较硬地层时，尤其是在某些研磨性极强的定向井或水平井中，保径齿由于同时承受钻头钻进过程中的压力及与岩层之间的摩擦力，导致保径齿被快速磨损，至失去保径能力，从而造成井眼缩径，钻头报废；另外，保径齿的保径面与井壁长时间接触，摩擦产生的大量热量容易造成保径齿产生热裂纹而破损，保径齿破损使得钻头保径耐磨性下降，在保径齿失效情况下钻头容易发生缩径，从而造成井眼缩径，钻头报废。因此保径齿的排屑及冷却问题对于保径齿的使用寿命具有很大的影响。

申请号CN201020626778.0的专利公开了一种高耐磨保径布齿PDC钻头，该专利通过在保径面增加金刚石层的端面向外的PDC保径齿，提高保径面区的耐磨性，但是该专利没有考虑保径齿的排屑及冷却问题，

因此，发明设计一种具有耐磨性，同时具有较好排屑及冷却能力的保径齿，以提高其使用寿命，进而提高钻头使用寿命成为一种必要。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种PDC钻头及其保径齿，旨在提高其耐磨性，同时具有较好排屑及冷却能力。

为实现上述目的，本实用新型提供一种PDC钻头保径齿，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，所述聚晶金刚石层和硬质合金基体通过高温高压烧结成一体，所述聚晶金刚石层的顶面为向上凸起的弧顶面，聚晶金刚石层的顶弧面上开设有多个与钻头的自转方向平行设置的凹槽型流道，凹槽型流道由聚晶金刚石层一侧端面边缘延伸至另一侧端面边缘，凹槽型流道具有两侧壁以及连接两侧壁的底面，凹槽型流道的底面与聚晶金刚石层的底面平行设置，凹槽型流道侧壁与底面之间夹角大于90°。

优选地，所述凹槽型流道侧壁与底面之间通过圆角过渡连接。

优选地，所述凹槽型流道侧壁与底面之间夹角为120°~150°。

优选地，所述凹槽型流道的数量为3~5个。

优选地，所述聚晶金刚石层的弧顶面占整个聚晶金刚石层未开槽时顶面积的40%~60%。

优选地，所述凹槽型流道的深度占聚晶金刚石层厚度的5%~15%。

优选地，在凹槽型流道的长度方向，凹槽型流道的底面宽度均匀一致。

优选地，多个凹槽型流道平行设置。

优选地，多个凹槽型流道的底面与聚晶金刚石层底面之间的距离相等。

本实用新型进一步提出一种PDC钻头，包括如上所述的PDC钻头保径齿。