[发明专利]PDC钻头及其切削齿

说明书

本发明公开一种PDC钻头及其切削齿，切削齿包括切削齿本体，具有中心线，切削齿本体的顶部周向布置有多个突出部，切削齿本体在垂直于中心线方向上的投影覆盖突出部在垂直于中心线方向上的投影，其中突出部的顶面突出于切削齿本体的顶面。在使用过程中，该突出部能够具有较好的尖锐性，从而更容易进入到岩层中进行破岩。更进一步地，由于位于突出部后方的切削齿本体有更好的缓冲切削冲击力的功能，从而使切削过程中更容易产生旋转摩擦力，从而可以提高切削齿的破岩强度和使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种石油钻井技术，具体而言，涉及一种切削齿。本发明还涉及一种PDC钻头。

背景技术

传统的石油钻井用的PDC钻头，其所用的金刚石复合片一般为旋转圆柱齿，其表面为平面式齿面。这种结构的PDC钻头为石油开采钻井工程作出了贡献，但其同时存在着如下的缺点或不足：①在钻通较硬地层时，金刚石聚晶层快速发热灼烧，产生崩坏的磨损，最终降低了钻头寿命；②由于旋转圆柱齿承受冲击力小，在设计PDC钻头时，通常采用加大切削齿在设计法线上的倾角的做法，以减小齿的冲击力度，但这种做法同时带来破岩强度减小的缺陷。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解。

发明内容

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，提供一种切削齿，以提高破岩强度。

本发明的另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，以提高破岩强度。

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，提供了一种切削齿，包括切削齿本体，具有中心线，所述切削齿本体的顶部周向布置有多个突出部，所述切削齿本体在垂直于中心线方向上的投影覆盖所述突出部在垂直于所述中心线方向上的投影，其中所述突出部的顶面突出于所述切削齿本体的顶面。

根据本发明的一具体实施方式，其中所述切削齿还包括基座，所述切削齿本体可旋转地设置于所述基座上。

根据本发明的一具体实施方式，其中所述突出部为圆柱体的部分，所述圆柱体的中心轴线与所述中心线平行；以及/或者所述突出部为椭圆柱体的部分，所述椭圆柱体的中心轴线与所述中心线平行。

根据本发明的一具体实施方式，其中所述突出部沿所述中心线方向的尺寸不小于1mm。

根据本发明的一具体实施方式，其中所述突出部的数量至少为6个，多个所述突出部均匀布置。

根据本发明的另一方面，提供一种PDC钻头，所述PDC钻头包括钻头本体、切削刀翼以及切削齿；钻头本体具有钻头冠部；切削刀翼形成于所述钻头冠部，所述切削刀翼上设置有齿孔；切削齿设置于所述齿孔内，所述切削齿本发明提供的切削齿。

根据本发明的一具体实施方式，其中所述PDC钻头还包括水槽，所述水槽设置于相邻的所述切削刀翼之间，所述水槽中设置有喷嘴，所述喷嘴与水源连通。

根据本发明的一具体实施方式，其中所述PDC钻头还包括保护齿和保径齿，所述保径齿设置于所述钻头本体的冠部的外周面，所述保护齿设置于所述切削齿和所述保径齿之间。

根据本发明的一具体实施方式，其中所述保径齿的顶面为半圆柱面结构或半圆形平面结构。

根据本发明的一具体实施方式，其中所述切削刀翼包括第一直线段、第二直线段以及圆弧段；所述第一直线段从所述冠部的靠近中心位置向边缘沿斜向上方向延伸，所述第一直线段具有尾端，所述尾端靠近所述边缘；所述第二直线段从所述冠部的所述顶面向所述冠部的底面延伸，所述第二直线段与所述切削齿本体的中心线平行，所述第二直线段具有首端，所述首端靠近所述顶面；所述圆弧段设置于所述第一直线段的所述尾端和所述第二直线段的所述首端之间，所述圆弧段向外突出，所述第一直线段与所述切削齿本体的底面的夹角为0°-45°。