聚晶金刚石复合片钻头 【技术领域】
本实用新型涉及一种可以穿越砾石层的聚晶金刚石复合片(PDC)钻头。
背景技术
现有技术中的钻头如图1、2所示。上述钻为六刀翼，刀翼1的切削轮廓形状为中长抛物线。在对砾石层进行钻井时，对上述钻头冲击损坏非常严重。大多数不得不起钻，随后再下一只牙轮钻头完成钻穿馆陶组地层。这样不仅多用了一只牙轮钻头，而且多了一次起下钻，造成钻井周期增加。
【实用新型内容】
针对现有钻头强度不够，不能一次钻井的情况，本实用新型提供一种改进的钻头结构。
本实用新型提供一种钻头结构，其特征在于：对于其切削齿，为双级保护式布齿，将切削齿分成两组横队，其中一组的切削功率远大于另一组的切削功率。
另外，钻头的切削齿后倾角为21°。
另外，钻头在局部位置增加后排齿。
另外，钻头的切削齿侧倾角为3°。
另外，钻头采取深排屑槽结构，排屑槽最浅处为45mm，排屑槽最深处72mm。
另外，结合刀翼的排屑量配以合理的水马力，加大喷嘴喷射角度，心部16°，鼻部35°。
本实用新型的技术效果是：
1、由于本实用新型PDC钻头的布齿为双级保护式布齿，有机地将切削齿分成两组横队，让钻头分阶段承受不同地层的钻井载荷，最佳地提高钻井效率。
2、根据不同的岩性特点，对切削齿后倾角及侧倾角作出调整，使钻头冠型最有利于破损这类岩石。
3、排屑槽结构深，钻头的排屑能力强。
【附图说明】
图1为现有技术中钻头侧视图；
图2为现有技术中钻头顶面示意图；
图3为本实用新型钻头侧视图；
图4为本实用新型钻头顶面示意图；
图5为本实用新型钻头两组切削齿切削面积示意图；
图6为本实用新型局部位置增加后排齿的示意图；
图7显示本实用新型钻头切削齿向后倾斜的角度的示意图；
图8显示本实用新型切削齿侧倾角示意图。
【具体实施方式】
本实用新型提供的钻头设计参照现有钻头使用的情况，将PDC钻头的布齿改为双级保护式布齿，即如图3、4所示，有机地将切削齿分成两组横队11、12。该设计将各切削齿的切削功率按不均匀设计，其中一组地切削功率远大于另一组的切削功率(见图5中两组切削齿的切削阴影面积所示)。
在钻井的前一阶段，钻头上的主要钻压由第一组切削齿1承受，第二组切削齿2所承受的载荷非常小，以提高这一阶段钻头在钻井过程中切入地层的能力，也即吃如能力，最佳地提高钻井的机械钻速。
当钻头进入馆陶组地层中下部时，钻头磨损速度加快，这时，第二组切削齿2开始发挥其作用，增强了钻头的抗研磨能力。同时根据前期钻头使用情况，在局部位置增加后排齿13(见图6)，进一步完善钻头的整体性能，提高在馆陶组地层中的钻穿率。
另外，在钻头设计中，还根据特殊的岩性对切削齿后倾角、侧倾角作调整，选择一种最有利于破损这类岩石的方式配合相应的钻头冠型来设计钻头。
上述切削齿后倾角为切削齿切削时相对地层的后倾斜夹角，即如图7所示，刀翼70的切削齿72相对地层71的角度。最好将切削齿后倾角α由原来的25°改为21°。
如图8所示，切削齿侧倾角为钻头时切削齿在径向向后倾斜的角度β，该角度有利于排屑，该设计中切削齿侧倾角β为3°，以达到切削齿最佳受力和最长寿命。
另外，本实用新型采取深排屑槽结构，将排屑槽最浅处由原来的38mm改为45mm，将排屑槽最深处由原来的58mm改为72mm。
结合刀翼的排屑量配以合理的水马力，即三个主刀翼完成总体钻头切削岩屑量的61％，因而喷嘴设计使得在这三个主刀翼的喷射流量占钻头总流量的61％，使得钻头在钻井过程中的排屑合理、最佳。加大喷嘴喷射角度，将原心部11°，鼻部25°改为心部16°，鼻部35°，其目的是使排屑流畅，避免重复切削。