[发明专利]PDC钻头

说明书

技术领域

本发明总体来说涉及一种石油钻井技术，具体而言，涉及一种PDC钻头。

背景技术

PDC钻头，就是聚晶金刚石复合片钻头，即Polycrystalline Diamond Compact Bit。传统的金刚石钻头通常设有3-8个刀翼，这种结构的金刚石钻头为石油开采和勘探工程作出了贡献。

然而，PDC钻头通常采用碳化钨或钢体为基体，以金刚石为原料加入粘结剂在高温下烧结而成。由于多种材料的存在，PDC钻头热稳定性较差，同时脆性较强，经受冲击载荷的能力较差。

适当增加切削刀翼的数量，可以在切削地层时，提高PDC钻头的稳定性，减少冲击载荷，从而保护金刚石聚晶层，延长PDC钻头的使用寿命。例如但不限于将切削刀翼的数量从3个增加到6个，以使PDC钻头接近圆形轮廓切削。但过多增加切削刀翼的数量，仍然存在以下缺点和不足：①是钻头仍呈多边形轮廓冲击地层，每次切削地层时，均会产生冲击载荷，从而使金刚石复合片损坏；②增加切削刀翼数量的同时减少了流道体积，容易泥包。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种PDC钻头，以提高PDC钻头的切削稳定性。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种PDC钻头，其中所述PDC钻头包括钻头本体、切削刀翼、环形凸部以及切削齿，所述切削刀翼设置于所述钻头本体的冠部；所述环形凸部为整体环形或包括位于一个圆周上的多段，所述环形凸部由所述冠部顶面凸出；所述切削齿设置于所述切削刀翼或所述切削刀翼与所述环形凸部上。

根据本发明的一实施方式，其中所述环形凸部沿所述冠部的圆周方向延伸，所述环形凸部的外周边缘对齐所述冠部的外周边缘。

根据本发明的一实施方式，其中所述环形凸部与所述切削刀翼高度相同。

根据本发明的一实施方式，其中所述环形凸部上设置有所述切削齿和水眼，沿所述环形凸部上的所述切削齿的切削方向，所述水眼设置于所述切削齿的前方。

根据本发明的一实施方式，其中所述环形凸部为多段，各所述环形凸部一端与一所述切削刀翼外端侧面连接，各所述环形凸部的另一端与另一所述切削刀翼外端侧面间具有间隙。

根据本发明的一实施方式，其中所述环形凸部为多段，所述环形凸部设置于相邻的两个所述切削刀翼之间，且所述环形凸部的两端分别与两个所述切削刀翼的相对应的侧面连接。

根据本发明的一实施方式，其中所述PDC钻头还包括设置于相邻的所述切削刀翼间的水眼，所述水眼中设置有喷嘴，所述喷嘴与水源连通。

根据本发明的一实施方式，其中所述钻头本体内部设置有水腔，所述水腔与所述水眼连通。

根据本发明的一实施方式，其中所述PDC钻头还包括保径齿，所述保径齿设置于所述冠部的外周面上。

根据本发明的一实施方式，其中所述切削齿包括柱体结构的基体，所述基体的端部形成有铲入部，所述铲入部包括第一侧面和铲面，所述第一侧面沿所述基体的壁面延伸；所述铲面从与所述第一侧面相对的所述基体的壁面向所述第一侧面倾斜延伸，以在靠近所述第一侧面处形成一个具有棱边的尖端，所述棱边为主铲刃，其中所述铲面具有铲顶和铲底，所述铲顶距所述基体的底面的距离为铲顶高度，所述铲底距所述基体的底面的距离为铲底高度，所述铲顶高度大于所述铲底高度。

由上述技术方案可知，本发明的PDC钻头的优点和积极效果在于：本发明提供的PDC钻头包括环形凸部，该环形凸部可以设置为整体环形结构，也可以设置为包括位于一个圆周上的多段环形结构，该环形凸部使PDC钻头旋转时能够保持圆形轨迹，以消除多边形冲击力，提高PDC钻头的切削稳定性。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种PDC钻头的俯视图。

图2是图1中的PDC钻头的侧视图。

图3是图1中的PDC钻头的另一侧视图。

图4是根据一示例性实施方式示出的一种PDC钻头的俯视图。