一种PDC钻头的刀翼组件以及PDC钻头的制作方法

一种pdc钻头的刀翼组件以及pdc钻头
技术领域
1.本实用新型涉及一种pdc钻头的刀翼组件以及pdc钻头。

背景技术：

2.目前，深水钻井表层导管下入技术是深水钻井工程施工的关键环节，常采用喷射法下入，该方法可以一趟钻完成导管喷射下入和二开井眼钻进作业，且导管无需固井作业，可以节省作业时间和作业费用。
3.最早采用牙轮钻头下钻，随着井深的增加，岩石的压实程度变好，抗压强度逐渐增加，牙轮钻头的机械钻速明显降低，增压钻进时存在损坏牙轮钻头风险，且牙轮钻头轴承有使用寿命限制；后采用常规pdc钻头下钻有所改观，但随着使用的时间越来越长，增压钻进对pdc钻头切削齿损坏也越来越突出，切削齿磨损后，机速明显降低；而且因为切削齿是焊接在钻头上的，对焊接的工艺要求很高，随着地层抗压强度的增加，切削齿承受的压力越来越大，存在脱落失效的危险。
4.现有的钻头上刀翼的切削齿主要采用金刚石复合片制成，然后将以金刚石复合片制成的切削齿以焊接的方式固定在刀翼上，而在焊接过程中，如果焊接温度过高，则会使金刚石复合片出现碳化而失效。
5.此外，切削齿由于以焊接的方式固定在刀翼上，因而切削齿的刀刃会有部分与刀翼接触导致切削齿的刀刃不能得到充分使用；而露出于刀翼的切削齿刀刃由于长期与地层接触，在该固定点长期受力而容易磨损。

技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种pdc钻头的刀翼组件以及pdc钻头，其切削齿的装配端可转动的装配在刀翼上的装配孔内，且在钻头本体转动过程中，切削齿的切削刃可以自转。
7.本实用新型的目的采用以下技术方案实现：
8.一种pdc钻头的刀翼组件，包括刀翼以及若干切削齿，所述刀翼上设有若干装配孔；各个切削齿一一对应装配于各个装配孔内；所述切削齿的一端形成为具有切削刃的切削头；所述切削齿的另一端形成为装配端，所述装配端可转动穿接于所述装配孔内并与装配孔可拆卸连接。
9.进一步地，所述装配孔由刀翼的一侧面贯通至刀翼的另一侧面；装配端由所述装配孔的一端穿入，并由所述装配孔的另一端穿出，所述装配端穿出装配孔的部分设有连接件，所述连接件用于抵接于所述刀翼的侧面，以防止装配端与装配孔脱离。
10.进一步地，所述装配端穿出装配孔的部分设有凹槽；所述连接件设于所述凹槽并抵接于刀翼的侧面。
11.进一步地，所述连接件为卡簧，所述卡簧套装于所述凹槽并抵接于所述刀翼的侧面。
12.进一步地，所述刀翼上还设有壳体，所述壳体以可拆卸的方式封盖于所述刀翼远离所述切削头的侧面，以防止所述装配端外露。
13.进一步地，所述壳体内侧设有若干对接槽，若干对接槽用于在所述壳体封盖于所述刀翼的侧面后，与若干装配孔一一对应；各个装配端穿过各个装配孔后伸入所述对接槽内。
14.进一步地，所述若干装配孔在刀翼的长度方向上间隔分布。
15.一种pdc钻头，包括钻头本体以及若干所述的刀翼组件，若干刀翼均设于所述钻头本体上。
16.进一步地，所述钻头本体上设有若干喷嘴以及若干流道，所述喷嘴包括喷嘴座以及喷嘴头，若干喷嘴的喷嘴座一一对应以可拆卸的方式安装于若干流道内；喷嘴头穿接于所述喷嘴座内并与流道贯通。
17.进一步地，所述喷嘴头内设有第一喷射段以及第二喷射段，所述第一喷射段与所述流道贯通；所述第二喷射段与第一喷射段呈夹角设置并贯通。
18.进一步地，所述喷嘴头内设有第一喷射段以及第二喷射段，所述第一喷射段与所述流道贯通；所述第二喷射段与第一喷射段贯通，第二喷射段的内壁由靠近第一喷射段至远离第一喷射段逐渐朝外倾斜。
19.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：其切削齿的装配端可转动的装配在刀翼上的装配孔内，且在钻头本体转动过程中，切削齿的切削刃可以自转，切削地层时切削刃可以绕自身轴线转动，即可在圆周不断变化位置切削，保持切削刃锋利，寿命长。
20.此外，切削齿的装配端通穿接在刀翼的装配孔内进行可拆卸转盘，不采用焊接的方式进行固定，避免因焊接时温度过高而引起金刚石碳化而性能下降。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为图1的另一种视角示意图；
23.图3为本实用新型的隐藏壳体后的结构示意图；
24.图4为图3的另一种视角结构示意图；
25.图5为本实用新型的钻头本体以及刀翼的结构示意图；
26.图6为本实用新型的刀翼的剖视图；
27.图7为本实用新型的喷嘴的一种结构示意图；
28.图8为本实用新型的喷嘴的另一种结构示意图。
29.图中：10、刀翼；11、壳体；111、对接槽；12、装配孔；20、切削齿；21、切削头；22、装配端；221、凹槽；23、卡簧；30、钻头本体；31、喷嘴；311、喷嘴头；312、喷嘴座；313、第一喷射段；314、第二喷射段；32、流道。
具体实施方式
30.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
31.实施例1，
32.如图1-6所示的一种pdc钻头的刀翼组件，包括刀翼10以及若干切削齿20，可以在
刀翼10上设有若干装配孔12，将各个切削齿20一一对应装配在各个装配孔12内。
33.具体的是，切削齿20的一端形成为切削头21，在切削头21的圆周方向上具有切削刃，而切削齿20的另一端形成为装配端22，将装配端22可转动穿接于装配孔12内，且切削齿20的装配端22可以与装配孔12可拆卸连接。
34.在上述结构基础上，使用本实用新型的pdc钻头的刀翼组件时，将刀翼组件的刀翼10设置在pdc钻头本体30上，切削齿20的装配端22可以装配在刀翼10的装配孔12内，且刀翼10的各个装配孔12内均可装配切削齿20，保证在刀翼10上能够分布较多的切削齿20，保翼10切削力。
35.切削齿20的装配端22可转动的装配在刀翼10上的装配孔12内，在钻头本体30转动过程中，切削齿20的切削刃可以自转，切削地层时切削刃可以绕自身轴线转动，即可在圆周不断变化位置切削，保持切削刃锋利，寿命长。
36.此外，切削齿20的装配端22通穿接在刀翼10的装配孔12内进行可拆卸转盘，不采用焊接的方式进行固定，避免因焊接时温度过高而引起金刚石碳化而性能下降。
37.进一步地，参见图5以及图6，本实施例中的装配孔12由刀翼10的一侧面贯通至刀翼10的另一侧面，如此在装配切削齿20时，切削齿20的装配端22可以由装配孔12的一端穿入，再由装配孔12的另一端穿出。而在装配端22穿出装配孔12的部分设有连接件，该连接件用于抵接于刀翼10的侧面，以防止装配端22与装配孔12脱离。
38.即使说，再将切削齿20与刀翼10的装配孔12进行装配时，可以将切削齿20的装配端22由装配孔12的一端穿入，而装配端22再由装配孔12穿出后可以装配连接件，连接件可以抵接在刀翼10侧面，此时，切削齿20的切削头21可以抵接刀翼10的另一侧，即切削齿20的装配端22可以通过连接件与刀翼10进行装配。本实施例中，上述切削齿20的装配端22与装配孔12可以采用轴孔间隙配合，实现转动配合。
39.具体的是，可以在装配端22穿出装配孔12的部分设有凹槽221，在装配连接件时，连接件可以器安装在凹槽221内，然后抵接在刀翼10的侧面。
40.本实施例中，凹槽221选用为环形槽，而连接件则可装入环形的凹槽221内，在周向上抵接至刀翼10的侧面，装配结构更加稳定。
41.更具体的是，上述连接件为卡簧23，可以在卡簧23套装于凹槽221并抵接于刀翼10的侧面，采用卡簧23结构进行拆装，一方面成本较低，另一方面，卡簧23具有一定的弹性，拆装方便，且在受力时能够起到一定的缓冲。
42.当然，也可以在装配端22伸出装配孔12的端部设置螺纹段，在装配端22伸出装配孔12的螺纹段螺接螺母，同样也可实现装配端22的可拆卸装配，在此结构基础上，螺母结构形成为上述连接件。
43.进一步地，参见图1，还可以在刀翼10上还设有壳体11，上述壳体11以可拆卸的方式封盖于刀翼10远离切削头21的侧面，以防止装配端22外露。即使说，在切削齿20的装配端22与装配孔12装配后，由于连接件抵接于刀翼10侧面会导致连接结构外露，在钻头本体30的刀翼10钻入过程中，破岩产生的残屑可能会进入连接件与装配孔12的装配间隙，造成切削齿20卡死的情况。因而可以在刀翼10上装配壳体11，将连接件以及装配端22的装配结构封盖在内侧，一方面钻头本体30的整体美观，另一方面可以防止钻入过程中残屑进入影响切削齿20的转动性能。
44.本实施例中，可以在壳体11上设置穿孔，对应在刀翼10的侧面设置螺纹孔，通过在穿孔内穿入螺钉或螺栓等结构，然后使螺钉或螺栓等结构螺接至刀翼10的螺纹孔内便可实现壳体11的可拆卸装配，便于后期更换切削齿20，或者对切削齿20进行检修。
45.更进一步地，参见图6，还可以在壳体11内侧设有若干对接槽111，在壳体11封盖在刀翼10的侧面后，若干对接槽111可以与若干装配孔12一一对应，使得切削齿20的各个装配端22在穿过各个装配孔12后伸入对接槽111内，即切削齿20的装配端22在装入装配孔12后，可以进一步的由壳体11上的对接槽111进行限位，防止切削齿20的左右摆动，切削齿20的装配结构更加稳定。
46.进一步地，本实施例中，上述若干装配孔12可以在刀翼10的长度方向上间隔分布，即在各个装配孔12内对应装配切削齿20后，可以在刀翼10的长度方向上间隔分布若干切削齿20，在钻头本体30钻入过程中，切削力更加均匀且平稳。
47.实施例2，
48.如图1-8所示的一种pdc钻头，包括钻头本体30以及实施例中的若干刀翼组件，将各个刀翼组件的刀翼10均设于钻头本体30上，使用本实用新型的pdc钻头，将刀翼组件的刀翼10设置在pdc钻头本体30上，切削齿20的装配端22可以装配在刀翼10的装配孔12内，且刀翼10的各个装配孔12内均可装配切削齿20，保证在刀翼10上能够分布较多的切削齿20，保翼10切削力。
49.切削齿20的装配端22可转动的装配在刀翼10上的装配孔12内，在钻头本体30转动过程中，切削齿20的切削刃可以自转，切削地层时切削刃可以绕自身轴线转动，即可在圆周不断变化位置切削，保持切削刃锋利，寿命长。
50.此外，切削齿20的装配端22通穿接在刀翼10的装配孔12内进行可拆卸转盘，不采用焊接的方式进行固定，避免因焊接时温度过高而引起金刚石碳化而性能下降。
51.进一步地，可以在钻头本体30上设有若干喷嘴31以及若干流道32，具体喷嘴31包括喷嘴座312以及喷嘴头311，在装配喷嘴31时，可以将若干喷嘴31的喷嘴座312一一对应安装在钻头本体30的若干流道32内，且喷嘴座312以可拆卸的方式安装于若干流道32内。另外，喷嘴头311可以穿接于喷嘴座312内并与流道32贯通。
52.由于常规喷嘴31为整体硬质合金，在装配拧紧时容易破碎，而本实施例中的喷嘴31的喷嘴头311与喷嘴座312以分体的方式装配，且喷嘴座312(采用不锈钢材料制成)可以是以螺纹装配的方式拧到钻头本体30的流道32内，可以承受更大的扭力不会破碎。
53.此外，由于喷嘴头311与喷嘴座312采用分体结构，在装配时，仅有喷嘴座312受力，而喷嘴头311不受力，硬质合金可以做的更薄，喷嘴头311内部的喷射流道可以实现扩散或弯曲的目的，实现喷射面积以及角度更大的目的。
54.具体的是，参见图7，喷嘴头311内设有第一喷射段313以及第二喷射段314，第一喷射段313与流道32贯通；第二喷射段314与第一喷射段313呈夹角设置并贯通，即喷嘴头311的喷射流道弯曲设置，呈非直线喷射，喷嘴31流出的钻井液喷射的角度更大。
55.进一步地，参见图8，喷嘴头311也可以采用另一种结构，即喷嘴头311内设有第一喷射段313以及第二喷射段314，第一喷射段313与流道32贯通；第二喷射段314与第一喷射段313贯通，第二喷射段314的内壁由靠近第一喷射段313至远离第一喷射段313逐渐朝外倾斜，如此，喷嘴头311的喷射流道呈扩散型喷射，喷嘴31流出的钻井液喷射的面积更大。
56.而无论采用上述那种喷嘴头311，相较于常规的喷嘴头311，在相同喷射流道面积的情况下，由于本实施例中的喷射流道呈非直线喷射，改变了液体的流动方向中，减小了从出口到切削齿20的距离，流动性的变化增加了流体对地层和流道32流速的影响，提高了清洗效率和冷却效果。
57.具体还可钻头本体30的侧部防撞保径块，在钻入时，保证钻头本体30的侧部防撞性能。
58.对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：

1.一种pdc钻头的刀翼组件，其特征在于，包括刀翼以及若干切削齿，所述刀翼上设有若干装配孔；各个切削齿一一对应装配于各个装配孔内；所述切削齿的一端形成为具有切削刃的切削头；所述切削齿的另一端形成为装配端，所述装配端可转动穿接于所述装配孔内并与装配孔可拆卸连接。2.如权利要求1所述的pdc钻头的刀翼组件，其特征在于，所述装配孔由刀翼的一侧面贯通至刀翼的另一侧面；装配端由所述装配孔的一端穿入，并由所述装配孔的另一端穿出，所述装配端穿出装配孔的部分设有连接件，所述连接件用于抵接于所述刀翼的侧面，以防止装配端与装配孔脱离。3.如权利要求2所述的pdc钻头的刀翼组件，其特征在于，所述装配端穿出装配孔的部分设有凹槽；所述连接件设于所述凹槽并抵接于刀翼的侧面。4.如权利要求3所述的pdc钻头的刀翼组件，其特征在于，所述连接件为卡簧，所述卡簧套装于所述凹槽并抵接于所述刀翼的侧面。5.如权利要求2所述的pdc钻头的刀翼组件，其特征在于，所述刀翼上还设有壳体，所述壳体以可拆卸的方式封盖于所述刀翼远离所述切削头的侧面，以防止所述装配端外露。6.如权利要求5所述的pdc钻头的刀翼组件，其特征在于，所述壳体内侧设有若干对接槽，若干对接槽用于在所述壳体封盖于所述刀翼的侧面后，与若干装配孔一一对应；各个装配端穿过各个装配孔后伸入所述对接槽内。7.如权利要求1所述的pdc钻头的刀翼组件，其特征在于，所述若干装配孔在刀翼的长度方向上间隔分布。8.一种pdc钻头，其特征在于，包括钻头本体以及若干如权利要求1-7任一项所述的刀翼组件，若干刀翼均设于所述钻头本体上。9.如权利要求8所述的pdc钻头，其特征在于，所述钻头本体上设有若干喷嘴以及若干流道，所述喷嘴包括喷嘴座以及喷嘴头，若干喷嘴的喷嘴座一一对应以可拆卸的方式安装于若干流道内；喷嘴头穿接于所述喷嘴座内并与流道贯通。10.如权利要求9所述的pdc钻头，其特征在于，所述喷嘴头内设有第一喷射段以及第二喷射段，所述第一喷射段与所述流道贯通；所述第二喷射段与第一喷射段呈夹角设置并贯通。11.如权利要求9所述的pdc钻头，其特征在于，所述喷嘴头内设有第一喷射段以及第二喷射段，所述第一喷射段与所述流道贯通；所述第二喷射段与第一喷射段贯通，第二喷射段的内壁由靠近第一喷射段至远离第一喷射段逐渐朝外倾斜。

技术总结

本实用新型公开了一种PDC钻头的刀翼组件以及PDC钻头，包括刀翼以及若干切削齿，所述刀翼上设有若干装配孔；各个切削齿一一对应装配于各个装配孔内；所述切削齿的一端形成为具有切削刃的切削头；所述切削齿的另一端形成为装配端，所述装配端可转动穿接于所述装配孔内并与装配孔可拆卸连接。一种PDC钻头，包括钻头本体以及若干所述的刀翼组件，若干刀翼均设于所述钻头本体上。本实用新型的切削齿的装配端可转动的装配在刀翼上的装配孔内，且在钻头本体转动过程中，切削齿的切削刃可以自转。切削齿的切削刃可以自转。切削齿的切削刃可以自转。