[实用新型]聚晶金刚石复合片钻头及具有该钻头的石油钻井设备

说明书

本实用新型公开了聚晶金刚石复合片钻头及具有该钻头的石油钻井设备。一种聚晶金刚石复合片钻头，包括钢体接头和胎体冠部，胎体冠部设置有轴向延伸的多个主刀翼，胎体冠部的后端面上设置有向后凸出的连接块，连接块的侧周设置有围绕轴线的多个外壁平面，钢体接头的前端面上设置有与连接块形状匹配的连接槽，连接块插入连接槽内并过盈配合，后端面与前端面相互贴合，连接块的侧周设置有内定位孔，钢体接头的侧周对应位置设置有贯穿至连接槽内的外定位孔，还包括穿过外定位孔并插入内定位孔的定位件。同时解决了两个方向的连接问题。提高了钻头整体机械性能，节约了钻头生产成本，提高了钻井队钻进效率，具有显著的经济和社会效益。

技术领域

本实用新型涉及石油设备领域，特别是涉及一种聚晶金刚石复合片钻头。此外，本实用新型还涉及一种具有该钻头的石油钻井设备。

背景技术

聚晶金刚石复合片钻头(PDC钻头)利用具有极高硬度的聚晶金刚石复合片作为钻头的切削齿，具有很高的破岩效率和钻进速度，目前是石油钻井领域应用最为广泛的钻头工具。PDC钻头钢体接头和胎体冠部两部分，利用碳化钨合金粉末烧结的办法制成胎体冠部，然后与钢体接头对焊成钻头整体。

由于钢体接头和胎体冠部为分体设置的，需要解决连接和密封的问题，现有技术下，一般是采用螺纹连接的方式，然后再通过焊接的方式将连接处缝隙焊死，保证钢体接头和胎体冠部之间形成牢固的密封连接。而螺纹连接存在一个明显的缺陷，即钻头与螺杆钻具在井下工作时，其旋转方式就是周向旋转，钢体接头和胎体冠部的连接方式也是周向螺纹连接方式，就容易造成胎体冠部在高压高冲击的恶劣环境下因小的扭力而造成松脱甚至落井的问题。虽然钢体接头和胎体冠部之间还有焊接层，但是由于焊层只是在缝隙表层浅浅的焊接，并没有实现真正的冶金结合，再加上井下工况极其恶劣，磨损严重，被磨掉之后连接效果薄弱。

同时，碳化钨合金硬度非常高，进行螺纹加工是十分困难的，通过3D打印技术制造胎体冠部时，虽然可以打印出螺纹的形状，但是3D打印无法直接打印出符合精度要求的螺纹，需要经过机加工才能获得高精度螺纹。但是由于胎体材料本身的脆性，该螺纹无法承受太大的拉力，最终造成胎体冠部螺纹失效。

因此，如何提供一种稳定传递扭矩和拉力，提高稳定性和机械性能的聚晶金刚石复合片钻头是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种聚晶金刚石复合片钻头，通过连接块结构及定位件稳定传递扭矩和拉力，方便加工，提高稳定性和机械性能。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述钻头的石油钻井设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种聚晶金刚石复合片钻头，包括钢体接头和胎体冠部，所述胎体冠部设置有轴向延伸的多个主刀翼，所述胎体冠部的后端面上设置有向后凸出的连接块，所述连接块的侧周设置有围绕轴线的多个外壁平面，所述钢体接头的前端面上设置有与所述连接块形状匹配的连接槽，所述连接块插入所述连接槽内并过盈配合，所述后端面与所述前端面相互贴合，所述连接块的侧周设置有内定位孔，所述钢体接头的侧周对应位置设置有贯穿至所述连接槽内的外定位孔，还包括穿过所述外定位孔并插入所述内定位孔的定位件。

优选地，多个所述内定位孔分别设置于多个所述外壁平面上，多个所述外定位孔分别设置于所述连接槽的内壁平面上，所述内定位孔和所述外定位孔均沿径向延伸。

优选地，所述钢体接头前端的侧周设置有分别对应多个所述主刀翼的多个延长刀翼，对应的所述主刀翼和所述延长刀翼连接成整体。

优选地，包括均匀设置的六个所述主刀翼和六个所述延长刀翼。

优选地，所述连接块具体为正六棱柱，包括连续设置的六个所述外壁平面，所述连接槽对应设置六个所述内壁平面。