[发明专利]具有可修复保径垫的固定切削齿胎体钻头

说明书

提供了固定切削齿胎体钻头，其包括位于保径垫上的硬面元件。还提供了制造和使用方法。一种示例性固定切削齿胎体钻头包括胎体钻头体，在固定位置处固定到所述胎体钻头体的多个切削齿元件，以及布置在所述胎体钻头体上的多个保径垫；其中所述保径垫中的至少一个包括硬面外表面。所述硬面外表面可包括选自包括钨、铌、钒、钼、硅、钛、钽、锆、铬、钇、硼、碳、其碳化物、其氮化物、其硼化物、其氧化物、其硅化物及其组合的组的材料。在制造所述胎体钻头体的浸渗工艺期间，所述硬面外表面可以熔合到所述至少一个保径垫。

技术领域

本公开整体涉及固定切削齿胎体钻头，并且更具体地，涉及制造和使用具有可修复保径垫的固定切削齿胎体钻头。

背景技术

固定切削齿胎体钻头是通常包括固定切削齿的钻头，即切削齿在固定位置固定到钻头体；并且钻头可能不具有活动部分。固定切削齿钻头通常使用胎体钻头体。通常，使用模具制造胎体钻头体。模具装载有胎体粉末材料，该胎体粉末材料可包括碳化钨粉末或类似的粉末材料。然后，在模具中的浸渗工艺期间，胎体粉末材料与金属粘结剂(例如铜合金)以冶金方式结合，以形成用于构成胎体钻头体的胎体复合材料。固定切削齿胎体钻头相对于钢钻头可以更耐磨损和腐蚀，但是相对于钢钻头也可能具有更低的抗冲击力。在形成胎体钻头体之后，固定切削齿胎体钻头的制造可以继续通过添加切削齿元件和进行任何剩余工艺来完成钻头。

固定切削齿胎体钻头包括保径垫，以在钻井期间保持井筒的直径。保径垫可包括预成形的增强元件，其通常包括热稳定的聚晶金刚石(下文称为“TSP”)。TSP元件由于其相当大的硬度从而可以为保径垫的接触表面提供有利的耐磨性。然而，如果这些保径垫诸如由于冲击力被损坏，则保径垫通常由于其硬度而不可修复。如果保径垫不能修复，通常的做法是废弃胎体钻头。

附图说明

下文参考附图详细地描述了本公开的说明性实例，附图通过引用并入本文中，并且其中：

图1是根据本公开的某些实例的具有硬面保径垫的固定切削齿胎体钻头的正视图。

图2是根据本公开的某些实例的模具的横截面视图，该模具包括预成形的表面硬化元件，并且可用于制造胎体钻头体，该胎体钻头体可用于形成图1所示的固定切削齿胎体钻头；

图3是根据本公开的某些实例的模具的横截面视图，该模具包括置换嵌件，并且可用于形成胎体钻头体，该胎体钻头体可用于形成图1所示的固定切削齿胎体钻头；

图4是根据本公开的某些实例的固定切削齿胎体钻头的正视图，该固定切削齿胎体钻头包括位于保径垫上的凹陷区域。

图5是根据本公开的某些实例的胎体钻头体的照片，该胎体钻头体具有如上所述并且如图4所示形成在保径垫中的凹陷区域；

图6是根据本公开的某些实例的图5所示胎体钻头体的照片，该胎体钻头体在保径垫上具有硬面外表面；

图7是根据本公开的某些实例的模具的横截面视图，该模具包括钢嵌件，并且可用于制造胎体钻头体，该胎体钻头体可用于形成图1所示的固定切削齿胎体钻头；

图8是根据本公开的某些实例的图7的模具的照片，其中钢嵌件定位在模具内部位于模具的对应于保径垫所在位置(例如，保径垫将定位在胎体钻头体上)的部分处；并且

图9是示出适合与本公开的固定切削齿胎体钻头结合使用的钻井组件的一个实例的示意图。

所示附图仅是示例性的，并且不旨在主张或暗示对其中可实施不同实例的环境、架构、设计或工艺的任何限制。

具体实施方式

本公开的各方面包括钻头和对应的钻头制造方法，其可借助具有硬面外表面的保径垫提高固定切削齿胎体钻头的寿命。本公开的其他方面包括制造和使用固定切削齿胎体钻头，其具有带硬面外表面的可修复保径垫。