CN116988739B - 一种高密度纵向布齿pdc钻头 - Google Patents
一种高密度纵向布齿pdc钻头 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种高密度纵向布齿PDC钻头，属于钻探设备技术领域，所述高密度纵向布齿PDC钻头的钻头体冠部肩部过渡圆曲率半径极小，着重增加钻头的攻击性，并且在刀翼的前端面线性布置内部PDC切削齿，提高钻头的纵向布齿密度，从而当冠部PDC切削齿失效后，内部PDC切削齿能够参与破岩工作，延长钻头的寿命；此外，本发明的高密度纵向布齿PDC钻头的刀翼进行了弱化处理，使得内部PDC切削齿工作时，附近的刀翼材料与岩石的接触面积减小，增大了内部PDC切削齿的比钻压，更易吃入岩石，增加了内部PDC切削齿的攻击性，确保钻头能维持较高的机械钻速长时间钻进，提高钻井效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种高密度纵向布齿PDC钻头，属于钻探设备技术领域。
背景技术
PDC钻头是现代油气钻井以及矿用钻探中最为常用的破岩工具之一。由于其旋转钻进的连续性以及拉剪破岩机理的高效性等特点，使其具备了机械钻速高、钻头寿命长以及钻进成本低等显著优势。现有技术中，PDC钻头又称为固定刀翼钻头，原因在于它通常具有多个固定刀翼。PDC切削齿布置于这些固定刀翼上用于破碎岩石。PDC切削齿径向布齿设计中，切削齿的包络线形成了钻头冠部轮廓曲线，并实现井底全覆盖。为了保证PDC切削齿布齿设计的井底全覆盖原则，所有的刀翼形状也都符合钻头冠部轮廓曲线。如此，井底形状轮廓可视为钻头冠部轮廓曲线以PDC切削齿出露高度为偏移距离的曲线。当钻头旋转时，靠近外肩的切削齿由于旋转半径较大，切削距离长，磨损较快，容易提前磨损失效，造成钻头缩经，影响钻头寿命和钻井效率。
目前的布齿设计思路大多分三种，等磨损原则、等体积原则以及同步切削原则。其本质上都是防止不同位置上PDC切削齿的非同步失效，从而最大限度提高PDC切削齿利用率。当PDC钻头切削齿出现非同步失效时，失效局部的钻头体本体开始接触岩石，由于钻头体材质硬度远低于PDC切削齿，钻头体会迅速被磨损。一方面破坏了井底全覆盖原则的布齿设计，使井底形貌不再与设计形貌复合，钻头受力更加复杂，大大降低破岩效率；另一方面，由于井底形貌愈发不规则，使得井底岩脊与钻头体接触面积变大，钻头体承压变大，PDC切削齿吃入岩石更加困难，且失效外肩齿部位的刀翼被迅速磨损，从而引发附近切削齿发生异常磨损甚至掉齿，最终形成环切、缩经或掏心现象。常规钻头出现上述状况时，只能强制起钻。由此可见，即使遵循常规布齿设计的三个原则，当某颗切削齿出现异常失效时，负面影响会迅速蔓延至整个钻头，影响钻井效率。
尤其是大尺寸钻井或是钻遇研磨性较强地层时，钻头磨损较为严重。从钻头磨损开始，钻速会有所降低，但由于刀翼径向尺寸等于设计井眼尺寸，因此井眼不会立即出现缩经现象。随着钻头持续钻进，切削齿和刀翼的继续磨损，但刀翼材料磨损速度远高于切削齿，刀翼外围材料沿钻头轴向逐渐磨蚀，最终刀翼径向尺寸小于设计尺寸形成缩经现象。上述过程虽依然能够破碎岩石实现钻进，但钻速明显降低且进尺有限，并且最终造成了钻头失效。如果提前实施起钻，则无法最大化利用钻头，并且起下钻成本较大，用时较长，不利于钻井提速提效。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种高密度纵向布齿PDC钻头。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高密度纵向布齿PDC钻头，包括接头和钻头体，所述接头与钻头体的一端固定连接，其特征在于：所述钻头体上至少设有两个刀翼，所述刀翼上设有若干PDC切削齿，所述PDC切削齿分为冠部PDC切削齿和内部PDC切削齿，所述冠部PDC切削齿沿冠部形状依次布置在刀翼的冠部，所述内部PDC切削齿呈线性分布布置在刀翼的前端面。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步的，所述内部PDC切削齿线性分布的形式为沿水平径向多层排布，所述内部PDC切削齿相邻层位之间的距离h满足关系h>（（R1+R3）^2-R1^2）^（1/2）且h>（（R2+R3）^2-R2^2）^（1/2），其中R1和R2为同层相邻的两个内部PDC切削齿的半径，R3为相邻层的相邻内部PDC切削齿的半径。
进一步的，所述内部PDC切削齿线性分布的形式为沿钻头体轴向多层排布，所述内部PDC切削齿相邻层位之间的距离h满足关系h>（（R1+R3）^2-R1^2）^（1/2）且h>（（R2+R3）^2-R2^2）^（1/2），其中R1和R2为同层相邻的两个内部PDC切削齿的半径，R3为相邻层的相邻内部PDC切削齿的半径。
进一步的，所述冠部PDC切削齿露齿高度hc范围为，其中A为钻头体冠部的内锥角，Rc为PDC切削齿的半径；所述内部PDC切削齿圆心之间的距离d为1.2（R1+R2）<d<2（R1+R2），其中R1和R2分别为任意同层相邻的两个内部PDC切削齿的半径，所有内部PDC切削齿的工作面的总面积Sc的范围为，其中A为钻头体冠部的内锥角，Sd为刀翼的前端面的面积。
进一步的，所述内部PDC切削齿的前倾角a范围为0°<a<25°，所述内部PDC切削齿的侧倾角b范围为0°≤b<25°。
进一步的，所述刀翼的外围部分做有减薄处理，所述减薄刀翼的切除距离dc的范围为，其中dp为原始设计刀翼上相应径向位置的宽度值，R为钻头体的半径，ht为PDC切削齿的高度，a为内部PDC切削齿的前倾角。
进一步的，所述刀翼设置为螺旋刀翼，所述螺旋刀翼上的内部PDC切削齿，以内部PDC切削齿的工作面圆心对应螺旋刀翼前端面的基准点，该点所在法平面为内部PDC切削齿工作面的基准平面。
进一步的，所述刀翼设置为直刀翼，所述直刀翼上的内部PDC切削齿，以PDC切削齿工作面圆心对应直刀翼的前端面的基准点，以直刀翼的前端面为内部PDC切削齿的工作面的基准平面。
进一步的，所述刀翼的轮廓形状与钻头体的冠部相同，所述钻头体的冠部的内锥角A范围为85°—90°，所述钻头体的肩部过渡圆曲率半径r范围为，其中A为钻头体冠部的内锥角，R为钻头体的半径，Rc为PDC切削齿的半径。
进一步的，所述刀翼在内部PDC切削齿的齿尾部后方做镂空处理，刀翼镂空是由沿钻头轴向钻孔形成或由水平径向钻孔形成或由法向台阶孔形成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本申请通过设置冠部PDC切削齿和内部PDC切削齿两种切削结构。首先保证了等磨损原则，大幅提高冠部PDC切削齿的利用率。同时，当某一位置的PDC切削齿率先失效，其纵向位置的布置的内部切削齿将开始参与切削，阻止钻头体继续磨损。由内部PDC切削齿破碎岩石的方式与磨损钻头体破碎岩石的方式相比，切削齿破岩效率明显更高。另一方面，切削齿的材料硬度远高于钻头体材料，能有效防止缩经现象出现。
2、本发明的刀翼弱化设计，在保证刀翼安全强度的条件下，能够在钻头部分失效情况下，大量减小刀翼与岩石的接触面积，使钻压尽可能由内部PDC切削齿承担，有利于内部PDC切削齿吃入岩石，使钻头保持较强的攻击性；大尺寸钻井或是钻遇研磨性较强地层时，本发明在内部PDC切削齿完全磨损失效后才会出现缩经的现象，在此之前能够一直保持将强的耐磨性和攻击性，从而达到较长的进尺且提高钻进效率和钻头寿命，内部PDC切削齿的齿形选择的个性化和布齿角度的配合能够使本发明适应更多的地层及复杂工况。
附图说明
图1为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头的示意图；
图2为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头的冠部示意图；
图3为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头的径向布齿设计示意图；
图4为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头的螺旋刀翼设计的俯视投影轮廓曲线图；
图5为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头的内部PDC切削齿的基准面和前倾角及侧倾角的示意图；
图6为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头的内部PDC切削齿尾部露出宽度的示意图；
图7为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头的内部PDC切削齿沿水平径向多层线性排布的示意图；
图8为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头的内部PDC切削齿沿水平径向多层线性排布的另一示意图；
图9为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头实施例三的示意图；
图10为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头实施例四的示意图；
图11为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头实施例五的示意图；
图12为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头实施例六的示意图；
图13为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头实施例七的示意图；
图14为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头实施例八的示意图；
图15为本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头实施例九的示意图。
图中，1、接头；2、钻头体；3、刀翼；31、前端面；32、后端面；33、螺旋刀翼；34、直刀翼；4、PDC切削齿；41、冠部PDC切削齿；42、内部PDC切削齿；5、基准平面；6、工作面。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
在本实施例中：A为钻头体的冠部的内锥角，r为钻头体肩部过渡圆曲率半径，R为钻头体的半径，hc为冠部PDC切削齿露齿高度，Rc为PDC切削齿的半径，Hw为内部PDC切削齿的齿尾部露出宽度，h为相邻PDC切削齿层位之间的距离，d为内部PDC切削齿圆心之间的距离，ht为PDC切削齿的高度，a为内部PDC切削齿的前倾角，b为内部PDC切削齿的侧倾角，dc为减薄刀翼的切除距离，dp为原始设计刀翼上相应径向位置的宽度值，Rk为钻孔的半径，dk为钻孔圆心之间的距离。
注：上述原始设计刀翼是指刀翼未做减薄处理之前的刀翼；为便于理解，本实施例仅在图1、4、9、10中对螺旋刀翼和直刀翼进行区别标注，其它附图中未标明的刀翼均为直刀翼。
如图1所示，一种高密度纵向布齿PDC钻头包括接头1和钻头体2，接头1与钻头体2固定焊接在一起，钻头体2上设有四个刀翼3，刀翼3上设有若干PDC切削齿4，PDC切削齿4分为冠部PDC切削齿41和内部PDC切削齿42，在刀翼3的冠部轮廓上的冠部PDC切削齿41磨损或冲击失效之后，刀翼3上的金属材料迅速磨损，内部PDC切削齿42出露并吃入岩石，从而钻头可继续工作，直至内部PDC切削齿42全部失效，极大的延长了钻头的工作寿命，减少了起下钻次数，延长了钻井周期。
如图1和图2所示，刀翼3的轮廓形状与钻头体2的冠部相同，钻头体2的冠部的内锥角A范围为85°—90°，钻头体2的肩部过渡圆曲率半径r范围为，R为钻头体2的半径，Rc为PDC切削齿4的半径。上述特征的内锥角A越大，钻头钻进时形成的岩心越粗壮，对钻头的定心作用越强，因此钻头稳定性越强；但内锥角A越大则冠部轮廓线相对越长，比压较小，因此吃入性降低，导致钻头攻击性越弱，所以锥角越小钻头的攻击性越强。同理，肩部过渡圆曲率半径越大钻头稳定性越强，肩部过渡圆曲率半径越小钻头攻击性越强。将内锥角和肩部过渡圆曲率半径建立解析关系式，使得肩部过渡圆曲率半径的范围能够跟随锥角的变化而适应性变化，从而平衡钻头的攻击性和稳定性。例如：当锥角小且肩部过渡圆曲率半径小的情况，钻头的攻击性最强，但可能发生失稳现象，通过解析关系式的计算范围，能够保持钻头的稳定性。
如图1和图3所示，冠部PDC切削齿41和内部PDC切削齿42是根据PDC切削齿4的布置位置确定的，冠部PDC切削齿41沿刀翼3的冠部轮廓依次布置在刀翼3的冠部，布齿次序可以为顺时针次序布齿、逆时针次序布齿或乱序布齿，均符合径向布齿设计图且满足井底全覆盖原则；冠部PDC切削齿41为柱形且切削工作面为平面或非平面，当工作面为平面时，柱形为圆柱或非规则截面拉伸形成的柱状，或端面面积相近的台状，当工作面为非平面时，非平面的工作面为多个面形成的脊面结构或为曲面或锥面；冠部PDC切削齿41露齿高度hc范围为，此处Rc为PDC切削齿4的半径。上述特征将露齿高度与钻头体2的冠部内锥角A相关联，根据钻头的攻击性的不同，PDC切削齿4的露齿高度也不同，从而使钻头使用小内锥角时对最小露齿高度进行限制，保证钻头具有较强的攻击性，同时对该内锥角情况下的最大露齿高度限制，避免了PDC切削齿4因露齿高度过高而发生崩坏。
如图1、图4、图5和图10所示，根据对钻头俯视投影的刀翼3轮廓曲线，刀翼3的形状分为直刀翼34和螺旋刀翼33，而保径的设计同样分为直保径和螺旋保径两种，保径设计是指在刀翼3的外侧焊接或用其他方式固定连接硬质合金，从而对刀翼起到保护作用。仅当刀翼3和保径为直刀翼34和直保径时，刀翼3的前端面31才是平面，否则刀翼3的前端面31为曲面。当刀翼3的前端面31为曲面时，定位内部PDC切削齿42的基准点将于曲面前端面31的展开平面上。而曲面上基准点位置对应的切平面为PDC切削齿4的工作面6的基准平面5。当采用直刀翼34时，钻头的冠部轮廓线长度较短，布齿数量较少，因此同样的钻压下单齿承压更大，吃入岩石的能力更强，从而钻头的攻击性更强。当采用螺旋刀翼33时，刀翼3和井壁的接触更大且是连续接触，因此钻头的稳定性更强。图4为螺旋刀翼33设计的钻头俯视投影图中的刀翼3轮廓曲线。仅当刀翼3为直刀翼34时，刀翼3的前端面31才是平面，否则刀翼3的前端面31为曲面。直刀翼34上的内部PDC切削齿42，以PDC切削齿4工作面6圆心对应刀翼3的前端面31的基准点，以刀翼前端面31为PDC切削齿4的工作面6的基准平面5。当刀翼3的前端面31为曲面时，定位内部PDC切削齿42的基准点将于曲面前端面31的展开平面上。而曲面上基准点位置对应的切平面为PDC切削齿4工作面6的基准平面5。
如图1、图5和图6所示，图1中所示的钻头中对刀翼3进行了弱化处理，弱化处理是一系列减少刀翼3体积的设计或加工工艺，包括但不限于：对刀翼3做减薄处理；对刀翼3进行镂空处理，刀翼3镂空是由沿钻头轴向钻孔形成或由水平径向钻孔或由法向台阶孔形成。所述法向台阶孔由多段不同个孔径组成，且沿内部PDC切削齿的工作面法向贯穿整个刀翼。所述法向台阶孔最大直径段作为齿孔，用于安装内部PDC切削齿，其他孔径段作为镂空孔。所述台阶孔镂空方式可用于上述的减薄刀翼方式，进一步的弱化刀翼的支撑作用，增强钻头内部PDC切削齿的攻击性。
进一步的，所述镂空刀翼的镂空空间中可填充弱化材料。所述弱化材料指强度或硬度或耐磨性低于钻头体材料的其他材料。以此防止泥包但又能迅速损耗掉填充材料，维持钻头的高攻击性。
弱化处理的加工工艺包括但不限于铸造、机械切削加工、电火花加工、激光加工。减薄处理和镂空处理都能够减少刀翼3与岩石的接触，降低刀翼3的承压效果，使得冠部PDC切削齿41完全磨损失效之后，钻头的压力主要能够由内部PDC切削齿42承担，从而使钻头仍然保持较强的攻击性。减薄位置根据内部PDC切削齿42的布齿设计进行个性化设计。减薄方法为由后端面32开始向前端面31方向做拉伸切除，切除距离dc的范围为，dp为原始设计刀翼上相应径向位置的宽度值，ht为PDC切削齿的高度，a为内部PDC切削齿42的前倾角。减薄处理加工方便，且对内部PDC切削齿42包裹严实，能有效防止掉齿事故的发生。
镂空处理分为轴向钻孔、水平钻孔、轴向联合水平钻孔、法向台阶孔四种方式，镂空处理并非去除内部PDC切削齿42尾部端面处的所有刀翼3材料，而是去除一定宽度的内部PDC切削齿42尾部端面处的刀翼3材料，当镂空方式为轴向钻孔、水平钻孔、轴向联合水平钻孔时，内部PDC切削齿42尾部露出宽度Hw范围为0≤Hw<1.6Rc，当内部PDC切削齿42的齿孔与镂空钻孔不干涉的情况下，Hw=0。钻孔之间的距离dk的范围为2Rk<dk<R，其中R为钻头的半径，Rk为钻孔的半径。
当镂空方式为法向台阶孔时，内部PDC切削齿42尾部露出宽度Hw范围为0≤Hw≤2Rc。钻孔之间的距离Dk等于内部PDC切削齿之间的距离，镂空处理虽然加工复杂，但能够使PDC切削齿4尽可能出露，进一步增强了内部PDC切削齿42的攻击性；值得注意的是镂空的刀翼3的钻孔可能被塑性岩石堵塞导致内部PDC切削齿42发生泥包现象，因此镂空的刀翼3不适用于钻进塑性岩石。因此，所述镂空刀翼的镂空空间中可填充弱化材料。所述弱化材料指强度或硬度或耐磨性低于钻头体材料的其他材料。以此防止泥包但又能迅速损耗掉填充材料，维持钻头的高攻击性。
如图1、图5和图6所示，当刀翼3镂空是由沿钻头轴向钻孔形成。内部PDC切削齿42尾部露出宽度Hw范围为0≤Hw<1.6Rc。钻孔直径小于刀翼宽度，且避免钻孔与PDC切削齿4出现干涉现象。钻孔之间的距离dk的范围为2Rk<dk<R，其中R为钻头体2的半径；当刀翼3镂空是由水平径向钻孔形成。内部PDC切削齿42的齿尾部露出宽度Hw范围为0≤Hw<1.6Rc。钻孔直径小于刀翼宽度，且避免钻孔与PDC切削齿4出现干涉现象。钻孔之间的距离dk的范围为2Rk<dk<R；当刀翼3镂空是由水平径向钻孔和沿钻头轴向钻孔共同形成的，内部PDC切削齿42的工作面6的总面积Sc的范围为，Sd为刀翼3的前端面31的面积。钻孔直径小于刀翼3的宽度，且避免钻孔与PDC切削齿4出现干涉现象。水平钻孔之间的距离dk的范围为2Rk<dk<R；沿钻头轴向钻孔之间的距离dk的范围为2Rk<dk<R，水平径向钻孔和沿钻头轴向钻孔之间可以有干涉情况。当到刀翼镂空是有法向台阶孔形成，内部PDC切削齿42尾部露出宽度Hw范围为0≤Hw≤2Rc。法向台阶孔最大直径段作为齿孔，用于安装内部PDC切削齿，其他孔径段作为镂空孔。
如图1、图5、图7和图8所示，内部PDC切削齿42呈一层至多层线性分布布置在刀翼3的前端面31，内部PDC切削齿42线性分布的形式有两种，一种是沿水平径向多层排布（见图7），一种是沿钻头体2轴向多层排布（见图8），但两种线性分布形式相邻层位之间的距离h均满足关系h>（（R1+R3）^2/R1^2）^1/2且h>（（R2+R3）^2/R2^2）^1/2，R1和R2为同层相邻的两个内部PDC切削齿42的半径，R3为相邻层的内部PDC切削齿42的半径。内部PDC切削齿42圆心之间的距离d（后文简称为圆心距）为1.2（R1+R2）<d<2（R1+R2）。内部PDC切削齿42布置形式为高密度布置，即所有内部PDC切削齿42的工作面6的总面积Sc的范围为，Sd为刀翼3的前端面31的面积。不同层位的内部PDC切削齿42圆心距相同或不同，例如：某一层内部PDC切削齿42的圆心距为d=1.5（R1+R2），而相邻层的内部PDC切削齿42的圆心距为d=1.8（R1+R2）。内部PDC切削齿42可以设置不同的安装角度，即不同的前倾角a和侧倾角b。内部PDC切削齿42的前倾角a范围为0°<a<25°；内部PDC切削齿42的侧倾角b范围为0°≤b<25°。
如图1所示，内部PDC切削齿42为非平面齿，非平面齿是屋脊齿；非平面齿也可以是奔驰齿；非平面齿也可以是楔形齿；非平面齿也可以是锥球齿；多层内部PDC切削齿42的情况下，不同层位之间的切削齿类型不同。
实施例一：如图1、图5和图7所示的一种高密度纵向布齿PDC钻头的刀翼为直刀翼34，钻头体2半径R为107.95mm。钻头体2的冠部的内锥角A=85°，钻头体2肩部过渡圆曲率半径r=10mm；冠部PDC切削齿41露齿高度hc范围为0.1Rc<hc<0.48Rc，Rc为冠部PDC切削齿41的半径；内部PDC切削齿42的工作面6的总面积Sc=2376mm2。本方案刀翼3为减薄刀翼，减薄刀翼在原始设计刀翼3的基础上，根据内部PDC切削齿42的布齿设计进行个性化设计（乱序布齿），在保径至刀翼3的冠部进行减薄处理。减薄方法为由后端面32开始向前端面31方向做拉伸切除。切除距离dc的范围为0.3dp，dp为原始设计刀翼3上相应径向位置的宽度值，原始设计刀翼3上宽度最大的位置的宽度值为45mm。冠部PDC切削齿41为柱形且切削工作面6为平面。内部PDC切削齿42线性分布的形式为沿水平径向多层线性排布，内部PDC切削齿42尺寸均相同，半径Rc为6.72mm，相邻层位之间的距离h=16mm。内部PDC切削齿42的前倾角a=15°；内部PDC切削齿42的侧倾角b=0°。
实施例二：如图1、图5和图8所示的一种高密度纵向布齿PDC钻头的刀翼为直刀翼34。钻头体2半径R为107.95mm。钻头体2的冠部的内锥角A=88°，钻头体2肩部过渡圆曲率半径r=10mm；冠部PDC切削齿41露齿高度hc范围为0.1Rc<hc<0.48Rc，Rc为冠部PDC切削齿41的半径；内部PDC切削齿42的工作面6的总面积Sc=2178mm2。本方案刀翼3为减薄刀翼，减薄刀翼在原始设计刀翼的基础上，根据内部PDC切削齿42的布齿设计进行个性化设计，在保径至刀翼冠部进行减薄处理。减薄方法为由后端面32开始向前端面31方向做拉伸切除。切除距离dc的范围为0.3dp，dp为原始设计刀翼3上相应径向位置的宽度值，原始设计刀翼3上宽度最大的位置的宽度值为45mm。冠部PDC切削齿41为柱形且切削工作面为平面。与实施例一不同的是，该方案内部PDC切削齿42线性分布的形式为沿竖直轴向多层线性排布，内部PDC切削齿42尺寸均相同，半径Rc为6.72mm，相邻层位之间的距离h=16mm。内部PDC切削齿42的前倾角a=15°；内部PDC切削齿42的侧倾角b=0°。
实施例三：如图5和图9所示，一种高密度纵向布齿PDC钻头的刀翼为直刀翼34。钻头体2半径R为107.95mm。钻头体2的冠部的内锥角A=90°，钻头体2肩部过渡圆曲率半径r=10mm；冠部PDC切削齿41露齿高度hc范围为0.1Rc<hc<0.48Rc，Rc为冠部PDC切削齿41的半径；内部PDC切削齿42的工作面6的总面积Sc=2376mm2。本方案刀翼3为减薄刀翼，减薄刀翼在原始设计刀翼的基础上，根据内部PDC切削齿42的布齿设计进行个性化设计，在保径至刀翼冠部进行减薄处理。减薄切除距离dc的范围为0.3dp，dp为原始设计刀翼上相应径向位置的宽度值，原始设计刀翼上宽度最大的位置的宽度值为45mm。内部PDC切削齿42线性分布的形式为沿水平径向多层线性排布。内部PDC切削齿42尺寸均相同，半径Rc为6.72mm，相邻层位之间的距离h=16mm。内部PDC切削齿42的前倾角a=15°；内部PDC切削齿42的侧倾角b=0°。与实施例一不同的是，冠部PDC切削齿41为脊形齿。
实施例四：如图5和图10所示，该方案与实施例一不同的是，该方案的一种高密度纵向布齿PDC钻头的刀翼为螺旋刀翼33。钻头体2半径R为107.95mm，钻头体2的冠部的内锥角A=88°，钻头体2肩部过渡圆曲率半径r=10mm；冠部PDC切削齿41露齿高度hc范围为0.1Rc<hc<0.48Rc，Rc为冠部PDC切削齿41的半径；内部PDC切削齿42的工作面6的总面积Sc=2376mm2。本方案刀翼为减薄刀翼，减薄刀翼在原始设计刀翼的基础上，根据内部PDC切削齿42的布齿设计进行个性化设计，在保径至刀翼冠部进行减薄处理。减薄方法为由后端面32开始向前端面31方向做拉伸切除。切除距离dc的范围为0.3dp，dp为原始设计刀翼上相应径向位置的宽度值，原始设计刀翼上宽度最大的位置的宽度值为45mm。所述冠部PDC切削齿41为柱形且切削工作面6为平面。内部PDC切削齿42线性分布的形式为沿水平径向多层线性排布。内部PDC切削齿42尺寸均相同，半径Rc为6.72mm，相邻层位之间的距离h=16mm。内部PDC切削齿42的前倾角a=15°；内部PDC切削齿42的侧倾角b=0°。
实施例五：如图5和图11所示，一种高密度纵向布齿PDC钻头的刀翼为直刀翼34。钻头体2半径R为107.95mm，钻头体2的冠部的内锥角A=88°，钻头体2肩部过渡圆曲率半径r=8mm；冠部PDC切削齿41露齿高度hc范围为0.1Rc<hc<0.48Rc，Rc为冠部PDC切削齿41的半径；内部PDC切削齿42的工作面6的总面积Sc=2376mm2。冠部PDC切削齿41为柱形且切削工作面6为平面。内部PDC切削齿42线性分布的形式为沿水平径向多层线性排布。内部PDC切削齿42尺寸均相同，半径Rc为6.72mm，相邻层位之间的距离h=16mm。内部PDC切削齿42的前倾角a=15°；内部PDC切削齿42的侧倾角b=0°。本方案与实施例一的区别在于，本方案刀翼3为镂空的刀翼，刀翼镂空是由水平径向钻孔形成，内部PDC切削齿42半径Rc为6.72mm，内部PDC切削齿42尾部露出宽度Hw=2mm。钻孔7直径小于刀翼宽度，钻孔7的半径Rk=3mm，钻孔7圆心之间的距离dk=18mm。
实施例六：如图5和图12所示，一种高密度纵向布齿PDC钻头的刀翼为直刀翼34。钻头体2半径R为107.95mm，钻头体2的冠部的内锥角A=88°，钻头体2肩部过渡圆曲率半径r=10mm；冠部PDC切削齿41露齿高度hc范围为0.1Rc<hc<0.48Rc，Rc为冠部PDC切削齿41的半径；内部PDC切削齿42的工作面6的总面积Sc=2376mm2，所述冠部PDC切削齿41为柱形且切削工作面6为平面。内部PDC切削齿42线性分布的形式为沿水平径向多层线性排布。内部PDC切削齿42尺寸均相同，半径Rc为6.72mm，相邻层位之间的距离h=16mm。内部PDC切削齿42的前倾角a=15°；内部PDC切削齿42的侧倾角b=0°。本方案与实施例一的区别在于，本方案刀翼3为镂空的刀翼，刀翼镂空是由沿钻头体2轴向钻孔形成，内部PDC切削齿42半径Rc为6.72mm，内部PDC切削齿42尾部露出宽度Hw=2mm。钻孔7直径小于刀翼宽度，钻孔7的半径Rk=3mm，钻孔7圆心之间的距离dk=18mm。
实施例七：如图5和图13所示，一种高密度纵向布齿PDC钻头的刀翼为直刀翼34。钻头体2半径R为107.95mm，钻头体2的冠部的内锥角A=88°，钻头体2肩部过渡圆曲率半径r=10mm；冠部PDC切削齿41露齿高度hc范围为0.1Rc<hc<0.48Rc，Rc为冠部PDC切削齿41的半径；内部PDC切削齿42的工作面6的总面积Sc=2376mm2。所述冠部PDC切削齿41为柱形且切削工作面6为平面。内部PDC切削齿42线性分布的形式为沿水平径向多层线性排布。内部PDC切削齿42尺寸均相同，半径Rc为6.72mm，相邻层位之间的距离h=16mm。内部PDC切削齿42的前倾角a=15°；内部PDC切削齿的侧倾角b=0°。本方案与实施例一的区别在于，本方案刀翼3为镂空的刀翼，所述刀翼镂空是由水平径向钻孔和沿钻头轴向钻孔共同形成的，钻孔直径小于刀翼宽度。钻孔的半径Rk=4mm，水平钻孔圆心之间的距离dk=18mm。水平径向钻孔7和沿钻头轴向钻孔7之间可以有干涉情况。
根据地层和工况特点，本发明的一种高密度纵向布齿PDC钻头的内部PDC切削齿42可以布置非平面齿。
实施例八：如图5和图14所示，一种高密度纵向布齿PDC钻头的刀翼为直刀翼34。钻头体2半径R为107.95mm。钻头体2的冠部的内锥角A=88°，钻头体2肩部过渡圆曲率半径r=10mm；冠部PDC切削齿41露齿高度hc范围为0.1Rc<hc<0.48Rc，Rc为冠部PDC切削齿41的半径；内部PDC切削齿42的工作面6的总面积Sc=2412mm2。本方案刀翼3为减薄刀翼，减薄刀翼在原始设计刀翼的基础上，根据内部PDC切削齿42的布齿设计进行个性化设计，在保径至刀翼冠部进行减薄处理。减薄方法为由后端面32开始向前端面31方向做拉伸切除。切除距离dc的范围为0.3dp，dp为原始设计刀翼上相应径向位置的宽度值，原始设计刀翼上宽度最大的位置的宽度值为45mm。所述冠部PDC切削齿41为柱形且切削工作面6为平面。本方案以实施例一的区别在于，本方案的内部PDC切削齿42是屋脊齿，内部PDC切削齿42线性分布的形式为沿水平径向多层线性排布，内部PDC切削齿42尺寸均相同，半径Rc为6.72mm，相邻层位之间的距离h=16mm。内部PDC切削齿42的前倾角a=10°；内部PDC切削齿42的侧倾角b=0°。
实施例九：如图5和图15所示，一种高密度纵向布齿PDC钻头的刀翼为直刀翼34。钻头体2半径R为107.95mm。钻头体2的冠部的内锥角A=88°，钻头体2肩部过渡圆曲率半径r=10mm；冠部PDC切削齿41露齿高度hc范围为0.1Rc<hc<0.48Rc，Rc为冠部PDC切削齿41的半径。本方案刀翼3为减薄刀翼，减薄刀翼在原始设计刀翼的基础上，根据内部PDC切削齿42的布齿设计进行个性化设计，在保径至刀翼冠部进行减薄处理。减薄方法为由后端面32开始向前端面31方向做拉伸切除。切除距离dc的范围为0.3dp，dp为原始设计刀翼上相应径向位置的宽度值，原始设计刀翼上宽度最大的位置的宽度值为45mm。冠部PDC切削齿41为柱形且切削工作面6为平面。本方案与实施例一的区别在于，内部PDC切削齿42线性分布的形式为沿水平径向多层线性排布，并且不同层位之间的切削齿类型不同，分别布置平面齿、屋脊齿和三棱齿，内部PDC切削齿42尺寸均相同，半径Rc为6.72mm，内部PDC切削齿42的工作面6的总面积Sc=2025mm2，相邻层位之间的距离h=16mm。内部PDC切削齿42的前倾角a=15°；内部PDC切削齿42的侧倾角b=0°。
对实施例一至九中得到的钻头进行钻孔试验，并对实施例1-5试验结果进行记录，可得到表1，对实施例6-9试验结果进行记录，可得到表2：
表1 本发明实施例1-5特征、尺寸和试验结果评价表
表2 本发明实施例6-9特征、尺寸和试验结果评价表
实验结果分析：
1、由实施例一和表1可以看出，该方案的有益效果在于适应性强，能够应对大多数高研磨由性地层，且可改造性强，可根据实际工况迅速进行个性化改造；
2、由实施例二、表1和试验结果可以看出，钻头侧向磨损较为缓慢，因此该方案的有益效果在于加强钻头抵抗侧向磨损的能力，适用于定向井和水平井钻进施工作业，因此说明将内部PDC切削齿线性分布的形式为沿竖直轴向多层线性排布，可有效加强钻头抵抗侧向磨损的能力；
3、由实施例三和表1可以看出，该方案的有益效果在于能够提高冠部PDC切削齿的抗冲击能力，增强冠部PDC切削齿的寿命，使钻头前期的强攻击性持续时间更长，因此说明采用本申请中的冠部PDC切削齿露齿高度，可有效提高冠部PDC切削齿的寿命，从而使钻头前期的强攻击性持续时间更长；
4、由实施例四和表1可以看出，该方案的有益效果在于，通过螺旋刀翼与井壁连续接触的接触特性，增强钻头的稳定性，减少冲击和磨损，提高钻头的抗冲击能力，延长钻头寿命；
5、由实施例五和表1可以看出，该方案的有益效果在于，当内部PDC切削齿开始正常工作后，钻孔形成的孔道减小了刀翼和岩石之间的接触面积，钻压主要由内部PDC切削齿承担，有利于增加钻头的攻击性，因此说明对刀翼进行镂空设计可提高钻头的攻击性；
6、由实施例六和表2可以看出，钻头攻击性较强，该方案的有益效果在于，当内部PDC切削齿开始正常工作后，钻孔形成的孔道减小了刀翼和岩石之间的接触面积，钻压主要由内部PDC切削齿承担，有利于增加钻头的攻击性，因此说明对刀翼进行镂空设计可提高钻头的攻击性；
7、由实施例七和表1、2可以看出，钻头攻击性较强，该方案的有益效果在于，当内部PDC切削齿开始正常工作后，钻孔形成的孔道减小了刀翼和岩石之间的接触面积，钻压主要由内部PDC切削齿承担，有利于增加钻头的攻击性。相较于实施例五和实施例六，该方案的有益效果在于，进一步弱化刀翼承压的效果，使钻头更具攻击性，但弱化了钻头的强度，适用于冲击性较小的地层；
8、由实施例八和表2可以看出，该方案的有益效果在于，通过布置屋脊齿作为内部PDC切削齿，提高内部PDC切削齿的抗冲击能力，使钻头在钻进过程中更加稳定，在此基础上采用较小的前倾角，增大内部PDC切削齿的破岩效率，因此说明布置屋脊齿作为内部PDC切削齿并采用较小的前倾角，可提高内部PDC切削齿的破岩效率；
9、由实施例九方案的有益效果在于，本方案的多层不同类型的内部PDC切削齿能够根据底层状况和预测的磨损情况，进一步个性化针对性设计，更加精细化的分配钻头能量，提高钻头寿命和钻进效率，且结合表2可以看出，采用多层不同类型的内部PDC切削齿，可以保证内部PDC切削齿的抗冲击性，且可保证钻头的使用寿命。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种高密度纵向布齿PDC钻头，包括接头（1）和钻头体（2），所述接头（1）与钻头体（2）的一端固定连接，其特征在于：所述钻头体（2）上至少设有两个刀翼（3），所述刀翼（3）上设有若干PDC切削齿（4），所述PDC切削齿（4）分为冠部PDC切削齿（41）和内部PDC切削齿（42），所述冠部PDC切削齿（41）沿冠部形状依次布置在刀翼（3）的冠部，所述内部PDC切削齿（42）呈线性分布布置在刀翼（3）的前端面（31）；
所述冠部PDC切削齿（41）露齿高度hc范围为 ，其中A为钻头体（2）冠部的内锥角，Rc为PDC切削齿（4）的半径；所述内部PDC切削齿（42）圆心之间的距离d为1.2（R1+R2）<d<2（R1+R2），其中R1和R2分别为任意同层相邻的两个内部PDC切削齿（42）的半径，所有内部PDC切削齿（42）的工作面（6）的总面积Sc的范围为，其中A为钻头体（2）冠部的内锥角，Sd为刀翼（3）的前端面（31）的面积。
2.根据权利要求1所述的一种高密度纵向布齿PDC钻头，其特征在于：所述内部PDC切削齿（42）线性分布的形式为沿水平径向多层排布，所述内部PDC切削齿（42）相邻层位之间的距离h满足关系h>（（R1+R3）^2-R1^2）^（1/2）且h>（（R2+R3）^2-R2^2）^（1/2），其中R1和R2为同层相邻的两个内部PDC切削齿（42）的半径，R3为相邻层的相邻内部PDC切削齿（42）的半径。
3.根据权利要求1所述的一种高密度纵向布齿PDC钻头，其特征在于：所述内部PDC切削齿（42）线性分布的形式为沿钻头体（2）轴向多层排布，所述内部PDC切削齿（42）相邻层位之间的距离h满足关系h>（（R1+R3）^2-R1^2）^（1/2）且h>（（R2+R3）^2-R2^2）^（1/2），其中R1和R2为同层相邻的两个内部PDC切削齿（42）的半径，R3为相邻层的相邻内部PDC切削齿（42）的半径。
4.根据权利要求1所述的一种高密度纵向布齿PDC钻头，其特征在于：所述内部PDC切削齿（42）的前倾角a范围为0<a<25°，所述内部PDC切削齿（42）的侧倾角b范围为0≤b<25°。
5.根据权利要求1所述的一种高密度纵向布齿PDC钻头，其特征在于：所述刀翼（3）的外围部分做有减薄处理，所述刀翼（3）的切除距离dc的范围为，其中dp为原始设计刀翼（3）上相应径向位置的宽度值，原始设计刀翼（3）是指未进行减薄处理前的刀翼（3），R为钻头体（2）的半径，ht为PDC切削齿（4）的高度，a为内部PDC切削齿（42）的前倾角。
6.根据权利要求1所述的一种高密度纵向布齿PDC钻头，其特征在于：所述刀翼（3）设置为螺旋刀翼（33），所述螺旋刀翼（33）上的内部PDC切削齿（42），以内部PDC切削齿（42）的工作面（6）圆心对应螺旋刀翼（33）前端面（31）的基准点，该基准点所在法平面为内部PDC切削齿（42）工作面（6）的基准平面（5）。
7.根据权利要求1所述的一种高密度纵向布齿PDC钻头，其特征在于：所述刀翼（3）设置为直刀翼（34），所述直刀翼（34）上的内部PDC切削齿（42），以PDC切削齿（4）工作面（6）圆心对应直刀翼（34）的前端面（31）的基准点，以直刀翼（34）的前端面（31）为内部PDC切削齿（42）的工作面（6）的基准平面（5）。
8.根据权利要求1所述的一种高密度纵向布齿PDC钻头，其特征在于：所述刀翼（3）的轮廓形状与钻头体（2）的冠部相同，所述钻头体（2）的冠部的内锥角A范围为85°~90°，所述钻头体（2）的肩部过渡圆曲率半径r范围为，其中A为钻头体（2）冠部的内锥角，R为钻头体（2）的半径，Rc为PDC切削齿（4）的半径。
9.根据权利要求1所述的一种高密度纵向布齿PDC钻头，其特征在于：所述刀翼（3）在内部PDC切削齿（42）的齿尾部后方做镂空处理，刀翼（3）镂空是由沿钻头轴向钻孔形成或由水平径向钻孔形成或由法向台阶孔形成。
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117432340B (zh) * | 2023-12-21 | 2024-03-22 | 西南石油大学 | 一种高比压pdc钻头 |
Citations (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4913247A (en) * | 1988-06-09 | 1990-04-03 | Eastman Christensen Company | Drill bit having improved cutter configuration |
| US5103922A (en) * | 1990-10-30 | 1992-04-14 | Smith International, Inc. | Fishtail expendable diamond drag bit |
| US5238074A (en) * | 1992-01-06 | 1993-08-24 | Baker Hughes Incorporated | Mosaic diamond drag bit cutter having a nonuniform wear pattern |
| US5282513A (en) * | 1992-02-04 | 1994-02-01 | Smith International, Inc. | Thermally stable polycrystalline diamond drill bit |
| EP0669448A1 (de) * | 1994-02-28 | 1995-08-30 | Plica Werkzeugfabrik Ag | Hartmetallplatte und damit bestückter Gesteinsbohrer |
| US5816347A (en) * | 1996-06-07 | 1998-10-06 | Dennis Tool Company | PDC clad drill bit insert |
| WO2001038683A2 (en) * | 1999-11-25 | 2001-05-31 | Sandvik Ab; (Publ) | A method for the manufacturing of a drill bit for percussive rock drilling and a rock drill bit and buttons therefor |
| US6298930B1 (en) * | 1999-08-26 | 2001-10-09 | Baker Hughes Incorporated | Drill bits with controlled cutter loading and depth of cut |
| GB0129151D0 (en) * | 2000-12-06 | 2002-01-23 | Baker Hughes Inc | Rotary drill bits employing continuous variable cutter backrake angles |
| US6349780B1 (en) * | 2000-08-11 | 2002-02-26 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit with selectively-aggressive gage pads |
| RU2006109364A (ru) * | 2006-03-27 | 2007-10-10 | Закрытое Акционерное Общество "МОСКОВСКИЙ ОПЫТНЫЙЗАВОД БУРОВОЙ ТЕХНИКИ" ЗАО "МОСКОВСКИЙ ОПЫТНЫЙ ЗАВОД БУРОВОЙ ТЕХНИКИ" (RU) | Буровая коронка |
| CN201152149Y (zh) * | 2007-12-04 | 2008-11-19 | 西南石油大学 | 具有独立式纵向后备切削结构的聚晶金刚石复合片钻头 |
| WO2014028152A1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | Smith International, Inc. | Downhole cutting tools having hybrid cutting structures |
| WO2015065820A1 (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | National Oilwell DHT, L.P. | Hard-facing for downhole tools and matrix bit bodies with enhanced wear resistance and fracture toughness |
| CA2857637A1 (en) * | 2014-07-17 | 2016-01-17 | First Corp International Inc. | Hole opener and method for drilling |
| CN108868622A (zh) * | 2017-05-12 | 2018-11-23 | 西南石油大学 | 一种复合刮切式金刚石钻头 |
| CN112459725A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-03-09 | 西南石油大学 | 一种地热井用pdc钻头 |
| CN215718487U (zh) * | 2021-06-03 | 2022-02-01 | 成都海锐能源科技有限公司 | 一种脊形非平面宽刃口切削齿的pdc钻头 |
| CN114184502A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-03-15 | 西南石油大学 | 一种pdc微钻头、岩石可钻性测试装置及方法 |
| CN114893128A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-08-12 | 中石化西南石油工程有限公司 | 一种用于石油钻井的钻头及其制备工艺 |
| WO2022227731A1 (zh) * | 2021-04-30 | 2022-11-03 | 西南石油大学 | 一种具有自适应缓冲模块的金刚石钻头 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB947440A (en) * | 1962-02-09 | 1964-01-22 | Jersey Prod Res Co | Drag bit blade |
| US6460631B2 (en) * | 1999-08-26 | 2002-10-08 | Baker Hughes Incorporated | Drill bits with reduced exposure of cutters |
| US8082134B2 (en) * | 2000-03-13 | 2011-12-20 | Smith International, Inc. | Techniques for modeling/simulating, designing optimizing, and displaying hybrid drill bits |
| US20070187149A1 (en) * | 2005-06-13 | 2007-08-16 | Gemstar Pdc Corp. | Drill bit |
| WO2008091654A2 (en) * | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Baker Hughes Incorporated | Rotary drag bit |
| US20100089661A1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-04-15 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit with continuously sharp edge cutting elements |
| US8020641B2 (en) * | 2008-10-13 | 2011-09-20 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit with continuously sharp edge cutting elements |
| US9004199B2 (en) * | 2009-06-22 | 2015-04-14 | Smith International, Inc. | Drill bits and methods of manufacturing such drill bits |
| WO2014078683A1 (en) * | 2012-11-15 | 2014-05-22 | Smith International, Inc. | Method of using spring loaded blocker to retain rolling cutters or mechanical lock cutters |
| US20140196958A1 (en) * | 2013-01-17 | 2014-07-17 | Hi-Jet, LLC (2) | Increased point of contact Tungsten Carbide insert for fixed rotary drill bit |
| US10125550B2 (en) * | 2013-09-11 | 2018-11-13 | Smith International, Inc. | Orientation of cutting element at first radial position to cut core |
-
2023
- 2023-09-26 CN CN202311243469.3A patent/CN116988739B/zh active Active
Patent Citations (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4913247A (en) * | 1988-06-09 | 1990-04-03 | Eastman Christensen Company | Drill bit having improved cutter configuration |
| US5103922A (en) * | 1990-10-30 | 1992-04-14 | Smith International, Inc. | Fishtail expendable diamond drag bit |
| US5238074A (en) * | 1992-01-06 | 1993-08-24 | Baker Hughes Incorporated | Mosaic diamond drag bit cutter having a nonuniform wear pattern |
| US5282513A (en) * | 1992-02-04 | 1994-02-01 | Smith International, Inc. | Thermally stable polycrystalline diamond drill bit |
| EP0669448A1 (de) * | 1994-02-28 | 1995-08-30 | Plica Werkzeugfabrik Ag | Hartmetallplatte und damit bestückter Gesteinsbohrer |
| US5816347A (en) * | 1996-06-07 | 1998-10-06 | Dennis Tool Company | PDC clad drill bit insert |
| US6298930B1 (en) * | 1999-08-26 | 2001-10-09 | Baker Hughes Incorporated | Drill bits with controlled cutter loading and depth of cut |
| WO2001038683A2 (en) * | 1999-11-25 | 2001-05-31 | Sandvik Ab; (Publ) | A method for the manufacturing of a drill bit for percussive rock drilling and a rock drill bit and buttons therefor |
| US6349780B1 (en) * | 2000-08-11 | 2002-02-26 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit with selectively-aggressive gage pads |
| GB0129151D0 (en) * | 2000-12-06 | 2002-01-23 | Baker Hughes Inc | Rotary drill bits employing continuous variable cutter backrake angles |
| RU2006109364A (ru) * | 2006-03-27 | 2007-10-10 | Закрытое Акционерное Общество "МОСКОВСКИЙ ОПЫТНЫЙЗАВОД БУРОВОЙ ТЕХНИКИ" ЗАО "МОСКОВСКИЙ ОПЫТНЫЙ ЗАВОД БУРОВОЙ ТЕХНИКИ" (RU) | Буровая коронка |
| CN201152149Y (zh) * | 2007-12-04 | 2008-11-19 | 西南石油大学 | 具有独立式纵向后备切削结构的聚晶金刚石复合片钻头 |
| WO2014028152A1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | Smith International, Inc. | Downhole cutting tools having hybrid cutting structures |
| WO2015065820A1 (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | National Oilwell DHT, L.P. | Hard-facing for downhole tools and matrix bit bodies with enhanced wear resistance and fracture toughness |
| CA2857637A1 (en) * | 2014-07-17 | 2016-01-17 | First Corp International Inc. | Hole opener and method for drilling |
| CN108868622A (zh) * | 2017-05-12 | 2018-11-23 | 西南石油大学 | 一种复合刮切式金刚石钻头 |
| CN112459725A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-03-09 | 西南石油大学 | 一种地热井用pdc钻头 |
| WO2022227731A1 (zh) * | 2021-04-30 | 2022-11-03 | 西南石油大学 | 一种具有自适应缓冲模块的金刚石钻头 |
| CN215718487U (zh) * | 2021-06-03 | 2022-02-01 | 成都海锐能源科技有限公司 | 一种脊形非平面宽刃口切削齿的pdc钻头 |
| CN114184502A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-03-15 | 西南石油大学 | 一种pdc微钻头、岩石可钻性测试装置及方法 |
| CN114893128A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-08-12 | 中石化西南石油工程有限公司 | 一种用于石油钻井的钻头及其制备工艺 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 新型金刚石造斜钻头的研制及改进;沈立娜;阮海龙;贾美玲;李春;吴海霞;陈云龙;;探矿工程(岩土钻掘工程)(03);全文 * |
| 适合吐哈油田西山窑地层的PDC钻头提速研究;韦忠良;张建群;李积泰;薛继彪;张勇;;金刚石与磨料磨具工程(05);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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