申請人:西南石油大學 成都為一石油科技有限公司
發(fā)明人:楊迎新 黃奎林 林敏 謝宗亮 周堅
摘要:本發(fā)明公開了一種金剛石鉆頭,屬于石油天然氣鉆探工程、礦山工程、建筑基礎工程施工、地質(zhì)鉆探、隧道工程、水文及非開挖等技術設備領域,包括鉆頭本體,以及延伸自鉆頭本體的若干個刀翼,在刀翼上設置有切削元件,鉆頭上具有至少一個圍繞鉆頭中心的環(huán)形空白帶,且在環(huán)形空白帶位置的刀翼向內(nèi)凹,形成周向貫通的凹槽。本發(fā)明可以降低鉆頭的切削能耗,提升破巖效率,同時能抑制鉆頭橫向振動,有效減少鉆頭切削齒的沖擊失效,增強鉆頭在定向鉆井中的抗漂移能力,并能產(chǎn)生大尺寸巖屑,改善地質(zhì)錄井質(zhì)量,提高實鉆條件下對井下地層信息分析和判斷的準確性。

2.如權利要求1所述的金剛石鉆頭,其特征在于:在環(huán)形空白帶區(qū)域設置有第二切削元件。
3.如權利要求2所述的金剛石鉆頭,其特征在于:第二切削元件設置在刀翼凹槽的側壁和/或頂部。
4.如權利要求2所述的金剛石鉆頭,其特征在于:第二切削元件為固定切削齒,和/或能與鉆頭本體發(fā)生相對運動的運動切削元件,運動切削元件上具有一個或多個切削齒。
5.如權利要求4所述的金剛石鉆頭,其特征在于:運動切削元件為能與鉆頭本體發(fā)生相對滑動的切削元件。
6.如權利要求4所述的金剛石鉆頭,其特征在于:運動切削元件為能與鉆頭本體發(fā)生相對轉動的牙輪,牙輪上設置有由若干個切削齒構成的齒圈。
7.如權利要求1所述的金剛石鉆頭,其特征在于:鉆頭上設置有一個或若干個牙輪,其中至少1個牙輪的牙齒覆蓋區(qū)域包含井底環(huán)形空白帶,且至少1個牙輪的牙齒覆蓋區(qū)域包含部分井底環(huán)形空白帶以外的區(qū)域。
8.如權利要求1所述的金剛石鉆頭,其特征在于:鉆頭上設置有至少一個牙輪,該牙輪上的切削齒均布置于環(huán)形空白帶以外的井底區(qū)域。
9.如權利要求1所述的金剛石鉆頭,其特征在于:鉆頭上的環(huán)形空白帶位于鉆頭四分之一半徑徑向以外區(qū)域。
10.如權利要求1所述的金剛石鉆頭,其特征在于:鉆頭上的環(huán)形空白帶寬度W取值范圍為R/3≥W≥3mm,R為鉆頭半徑。
11.如權利要求1所述的金剛石鉆頭,其特征在于:鉆頭上的環(huán)形空白帶在井底形成的巖脊的高寬比不小于0.5。
12.如權利要求1所述的金剛石鉆頭,其特征在于:刀翼上設置的切削元件為孕鑲切削元件。
13.如權利要求4所述的金剛石鉆頭,其特征在于:第二切削元件的固定切削齒為圓形齒、橢圓齒、錐形齒、楔形齒、球形齒等或者多種齒形的組合。
14.如權利要求4所述的金剛石鉆頭,其特征在于:第二切削元件的固定切削齒為PDC復合片、熱穩(wěn)定聚晶金剛石切削齒、天然金剛石切削齒、孕鑲金剛石切削齒、硬質(zhì)合金切削齒、立方氮化硼切削齒、陶瓷切削齒、包含金剛石或立方氮化硼的切削齒。
15.如權利要求1所述的金剛石鉆頭,其特征在于:凹槽側壁至少有1側輪廓線與鉆頭軸線不平行。