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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201420681136.9(22)申请日 2014.11.14E21B 10/16(2006.01)(73)专利权人 中国石油化工股份有限公司地址 100027 北京市朝阳区朝阳门北大街22 号专利权人 中国石油化工股份有限公司西南油气分公司(72)发明人 李群生 蒋祖军 欧彪 戚斌严焱诚 王希勇 杨迎新 孙勇胡大梁 任海涛 郑义 林敏郭治良 张磊(74)专利代理机构 成都蓉信三星专利事务所( 普通合伙 ) 51106代理人 贺元(54) 实用新型名称一种复合式孕镶金刚石钻头(57) 摘要本实用新型公开了一种复合式孕镶金刚石钻头，包括钻。
2、头体，所述钻头体上设有环状的固定刀翼，该固定刀翼上间隔设有多个刀翼切削体；所述钻头体上设有延伸进固定刀翼环空内的轮掌，轮掌上装配有牙轮，该牙轮上间隔设有多个牙轮切削体 ；所述刀翼切削体和牙轮切削体分别由孕镶在各自胎体上的金刚石颗粒构成。本实用新型利用金刚石牙轮有效提升钻头的心部结构强度，从而在钻进时，对井底岩石形成交替切削和网状切削的破岩效果，切削力度大，有效提高了破岩效率，顶心失效问题被有效解决，整个钻头的使用寿命得到大幅延长，其特别在深井、小井眼等难钻井的钻进中更为适用。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书3页 附图2页(10。
3、)授权公告号 CN 204225770 U(45)授权公告日 2015.03.25CN 204225770 U1/1 页21. 一种复合式孕镶金刚石钻头，包括钻头体（1），其特征在于 ：所述钻头体（1）上设有环状的固定刀翼（2），该固定刀翼（2）上间隔设有多个刀翼切削体（ 1）；所述钻头体（1）上设有延伸进固定刀翼（2）环空内的轮掌（11），轮掌（11）上装配有牙轮（3），该牙轮（3）上间隔设有多个牙轮切削体（31）；所述刀翼切削体（21）和牙轮切削体（31）分别由孕镶在各自胎体上的金刚石颗粒构成。2. 根据权利要求 1 所述复合式孕镶金刚石钻头，其特征在于 ：所述刀翼切削体（21）和牙轮切削。
4、体（31）分别为孕镶块状和 / 或孕镶齿状结构。3. 根据权利要求 1 所述复合式孕镶金刚石钻头，其特征在于 ：所述牙轮（3）上的牙轮切削体（31）绕钻头体中心线（4）的最大回转半径大于固定刀翼（2）上刀翼切削体（ 1）绕钻头体中心线（4）的最小回转半径。4.根据权利要求 1 所述复合式孕镶金刚石钻头，其特征在于 ：所述轮掌（11）装配牙轮（3）的面为斜面，该斜面与钻头体（1）的径向水平截面形成 40 50夹角。权 利 要 求 书CN 204225770 U1/3 页3一种复合式孕镶金刚石钻头技术领域0001 本实用新型涉及油气井钻探用的钻头，具体是一种复合式孕镶金刚石钻头。背景技术0002 。
5、孕镶金刚石钻头是指在钻头体的固定刀翼上的胎体里均匀包镶金刚石颗粒而形成的钻头，其在钻进过程中金刚石随着胎体的磨损不断出露以克取岩石，整个工作过程类似于砂轮磨削原理的“多刃微切削”，这种“新陈代谢式”的作业特性，决定了它在油气井的钻探过程中，能够获得其它钻头工具所无法比拟的钻进效果。0003 目前，常用的孕镶金刚石钻头主要由钻头体和连接在钻头体上的固定刀翼构成，在固定刀翼上间隔设有多个、孕镶在胎体内的金刚石颗粒构成的刀翼切削体，这些刀翼切削体在固定刀翼上形成钻削冠部，例如中国专利文献公开的“一种孕镶金刚石钻头”（公开号 ：CN 203463017，公开日 ：2014 年 3 月 5 日）、“弧形。
6、齿的孕镶金刚石钻头”（公开号 ：CN 103758463，公开日 ：2014 年 4 月 30 日）等等。这些孕镶金刚石钻头在钻进过程中，仅仅依靠固定刀翼上的刀翼切削体进行钻进。然而，该固定刀翼上的钻削冠部的结构强度相对固定刀翼本体处较低，回转半径也较小，比压偏高，从而使得固定刀翼的钻削冠部处磨损速度快，导致钻头提前失效（即“顶心失效”）、使用寿命短，这种现象尤其在深井、小井眼等难钻井的钻进中更为凸显。发明内容0004 本实用新型的目的在于 ：针对上述现有技术的不足，提供一种切削力度大、破岩效率高、使用寿命长的复合式孕镶金刚石钻头。0005 本实用新型采用的技术方案是 ：一种复合式孕镶金刚石钻。
7、头，包括钻头体，所述钻头体上设有环状的固定刀翼，该固定刀翼上间隔设有多个刀翼切削体 ；所述钻头体上设有延伸进固定刀翼环空内的轮掌，轮掌上装配有牙轮，该牙轮上间隔设有多个牙轮切削体 ；所述刀翼切削体和牙轮切削体分别由孕镶在各自胎体上的金刚石颗粒构成。0006 进一步的，所述刀翼切削体和牙轮切削体分别为孕镶块状和 / 或孕镶齿状结构。0007 进一步的，所述牙轮上的牙轮切削体绕钻头体中心线的最大回转半径大于固定刀翼上刀翼切削体绕钻头体中心线的最小回转半径。0008 进一步的，所述轮掌装配牙轮的面为斜面，该斜面与钻头体的径向水平截面形成40 50夹角。0009 本实用新型的有益效果是 ：通过在环状固。
8、定刀翼上设置金刚石颗粒成型的刀翼切削体、并在固定刀翼的环空内装配具有金刚石牙轮切削体的牙轮，利用金刚石牙轮有效提升钻头的心部结构强度，从而在钻进时，对井底岩石形成交替切削和网状切削的破岩效果，切削力度大，有效提高了破岩效率，顶心失效问题被有效解决，整个钻头的使用寿命得到大幅延长，其特别在深井、小井眼等难钻井的钻进中更为适用。说 明 书CN 204225770 U2/3 页4附图说明0010 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。0011 图 1 是本实用新型的一种结构示意图。0012 图 2 是图 1 中牙轮的一种结构示意图。0013 图 3 是本实用新型牙轮与固定刀翼相较钻头体中心线的布置。
9、关系示意图。0014 图 4 是本实用新型的另一种结构示意图。0015 图中代号含义 ：1钻头体 ；11轮掌 ；12连接头 ；2固定刀翼 ；21刀翼切削体 ；22刀翼水槽 ；3牙轮 ；31牙轮切削体 ；32牙轮水槽 ；33钢体 ；34胎体 ；35牙轮轮掌腔 ；4钻头体中心线。具体实施方式0016 实施例 10017 参见图 1、图 2 和图 3 ：本实用新型包括钻头体 1、固定刀翼 2 和牙轮 3。0018 其中，钻头体 1 上具有至少一个水眼。钻头体 1 的上端具有连接钻具的螺纹连接头 12，钻头体 1 的下端端面具有向下延伸的轮掌 11，该轮掌 11 与钻头体 1 之间呈台阶状。轮掌11的。
10、底端为斜面结构的牙轮装配面，该装配面的延伸面与钻头体1的径向水平截面的延伸面形成 40 50夹角（例如 42、或 45、亦或 48等），前述轮掌 11 上的牙轮装配面上设有牙轮 3 的装配轴，该装配轴与装配面垂直。0019 固定刀翼 2 为环状结构（图中为了清楚示意将其剖开），其环状直径匹配钻头体 1的直径。固定刀翼 2 以固定方式（例如焊接等）连接在钻头体 1 的轮掌 11 外围，即钻头体 1上的轮掌 11 延伸进固定刀翼 2 环空内。在固定刀翼 2 的内、外胎体上分别间隔设有多个块状的刀翼切削体 21，这些刀翼切削体 21 由孕镶在固定刀翼 2 的胎体（粉末冶金胎体）上的金刚石颗粒构成，即。
11、刀翼切削体21为孕镶块状结构，相邻刀翼切削体21之间形成刀翼水槽22。0020 牙轮 3 主要由内层的钢体 33 和外层的胎体 34（粉末冶金胎体）构成。钢体 33 内具有对应、匹配轮掌 11 上装配轴的牙轮轮掌腔 35。在牙轮 3 的胎体 34 上间隔设有多个块状的牙轮切削体 31，这些牙轮切削体 31 由孕镶在牙轮 3 的胎体上的金刚石颗粒构成，即牙轮切削体 31 为孕镶块状结构，相邻牙轮切削体 31 之间形成牙轮水槽 32。前述牙轮 3 通过牙轮轮掌腔 35 装配在钻头体 1 的轮掌 11 上，为了确保牙轮 3 在固定刀翼 2 环空内的装配牢固度，要求牙轮 3 的外径对应固定刀翼 2 的。
12、环空空间，即要求牙轮 3 上的牙轮切削体 31绕钻头体中心线 4 的最大回转半径（即 ）需大于固定刀翼 2 上刀翼切削体 21 绕钻头体中心线4的最小回转半径（即 ， ），这样的话，固定刀翼2的底端形成了一定的内收结构。0021 实施例 20022 参见图 4 ：本实施例的其它结构与实施例 1 相同，不同之处在于 ：固定刀翼 2 和牙轮 3 上的切削体（即刀翼切削体 21 和牙轮切削体 31）以孕镶块和孕镶齿的方式共存，即在固定刀翼2的内、外胎体上分别孕镶金刚石颗粒形成金刚石的孕镶块和孕镶齿，在牙轮3的胎体上孕镶金刚石颗粒形成金刚石的孕镶块和孕镶齿。0023 实施例 3说 明 书CN 2042。
13、25770 U3/3 页50024 本实施例的其它结构与实施例 1 相同，不同之处在于 ：将固定刀翼和牙轮上的金刚石切削体分别以孕镶齿的方式设置。0025 以上各实施例的技术方案仅用以说明本实用新型，而非对其限制。尽管参照前述各实施例的技术方案对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解 ：其依然可以对前述各实施例的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换 ；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型具体技术方案的精神和范围。说 明 书CN 204225770 U1/2 页6图1图2说 明 书 附 图CN 204225770 U2/2 页7图3图4说 明 书 附 图CN 204225770 U。