[实用新型]一种锥形齿前置的混合钻头

说明书

本申请涉及一种锥形齿前置的混合钻头，属于石油、天然气地质钻探用混合钻头技术领域，包括钻头体，在钻头体的端面上固定有多片刀翼、牙掌和转动连接在牙掌上的牙轮。在刀翼上布设有前齿排和后齿排，前齿排包括间隔排列的锥形齿，后齿排为间隔排列的金刚石复合片。本申请的混合钻头通过在刀翼上布置有锥形齿的前齿排，将布设有锥形齿的前齿排设置在布设金刚石复合片的后齿排的前侧。通过在金刚石复合片的前方布置锥形齿，限制了金刚石复合片吃入地层的深度，降低了金刚石复合片的受力，增强了金刚石复合片抗冲击能力，提高了混合钻头的整体抗冲击能力，提高混合钻头的使用寿命。

技术领域

本申请涉及石油、天然气地质钻探用混合钻头技术领域，特别涉及一种锥形齿前置的混合钻头。

背景技术

目前石油、天然气和地质钻井中，主要采用PDC钻头与镶齿牙轮PDC混合钻头钻进。由于材料科学的进步，PDC钻头在均质地层与软硬交错地层应用越来越广。镶齿牙轮PDC混合钻头既具有PDC钻头的机械钻速快的优势，又具有牙轮钻头扭矩低、钻进平稳的优势，使其应用范围越来越广，目前主要应用于夹层钻进、含砾石地层及定向钻进应用中。

镶齿牙轮PDC混合钻头在含砾石地层、燧石结核地层钻进时，由于砾石或燧石结核地层硬度的不均匀性，牙轮对地层预破碎时，经常会将单独的砾石或燧石结核挤压到牙轮与刀翼之间，常规的镶齿牙轮PDC混合钻头由于PDC复合片前置，导致PDC复合片易被这些被挤压到环空的砾石或燧石结核冲击崩齿，造成钻头失效。

同时，在有些夹层地层，由于空间限制，内锥部分的PDC复合片很难被牙轮切削环带覆盖，导致其在钻进过程中，内锥的PDC复合片易崩齿进而导致常规镶齿牙轮PDC混合钻头出现出芯失效。

发明内容

本申请实施例提供一种锥形齿前置的混合钻头，以解决相关技术中常规的镶齿牙轮PDC混合钻头由于PDC复合片前置，导致PDC复合片易被这些被挤压到环空的砾石或燧石结核冲击崩齿，造成钻头失效的问题。

本申请实施例提供了一种锥形齿前置的混合钻头，包括：

钻头体，所述钻头体的端面上固定有多片刀翼、牙掌和转动连接在所述牙掌上的牙轮；

所述刀翼上布设有前齿排和后齿排，所述前齿排包括间隔排列的锥形齿，所述后齿排为间隔排列的金刚石复合片。

在一些实施例中：所述刀翼沿钻头体的径向方向由内至外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段；

所述刀翼的前齿排在内锥、鼻部和肩部均布设所述锥形齿，所述前齿排在保径段布设所述金刚石复合片。

在一些实施例中：所述刀翼沿钻头体的径向方向由内至外依次划分为内锥、鼻部、肩部和保径段；

所述前齿排还包括金刚石复合片，所述刀翼的前齿排在内锥布设所述锥形齿，所述刀翼的前齿排在鼻部、肩部和保径段布设所述金刚石复合片。

在一些实施例中：所述钻头体上多片所述刀翼的内锥向所述钻头体的中心延伸并连成一体。

在一些实施例中：所述钻头体上多片所述刀翼之间设有排屑槽，所述排屑槽内设有喷嘴。

在一些实施例中：所述牙掌位于相邻的两片刀翼之间，所述牙掌上端与钻头体相联成一体，牙掌的下端设有轴径，所述牙轮通过轴承套设在所述轴径上。

在一些实施例中：所述前齿排的锥形齿与所述后齿排的金刚石复合片破岩深度高差为-2mm～2mm。

在一些实施例中：所述前齿排的锥形齿绕钻头体中心线旋转的轨迹与后齿排的金刚石复合片在井底的破岩环带同轨或不同轨。

在一些实施例中：所述刀翼设有四片，四片所述刀翼分成两组，每组设有两片刀翼，所述牙掌均设有两个，两个所述牙掌位于两组所述刀翼之间。