一種用于測(cè)定pdc鉆鑿特性的模擬鉆頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明專利涉及一種用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，是一種在人造聚晶金剛石（PDC）鉆鑿特性測(cè)定試驗(yàn)裝置上使用的模擬鉆頭。所述模擬鉆頭由鉆頭體、PDC復(fù)合片、壓片組成，其結(jié)構(gòu)為：鉆頭體上加工有中心孔和水眼，水眼分布在鉆頭體一側(cè)，且水眼中心線與鉆頭體中心軸線成20°角，鉆頭底部加工內(nèi)外兩個(gè)相同的預(yù)制槽，預(yù)制槽內(nèi)通過壓片固定PDC復(fù)合片。其優(yōu)點(diǎn)是可以測(cè)量PDC作為切削齒在受力與旋轉(zhuǎn)并伴有無(wú)規(guī)律振動(dòng)、沖擊的狀態(tài)下PDC的鉆鑿特性；而且切削方式為單片單軌跡切削，有利于提高試驗(yàn)效果的可比性與試驗(yàn)質(zhì)量。
【專利說明】—種用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及實(shí)驗(yàn)鉆頭領(lǐng)域，具體是一種在roc (人造聚晶金剛石)鉆鑿特性測(cè)定試驗(yàn)裝置上使用的模擬鉆頭，通過對(duì)巖石進(jìn)行模擬鉆進(jìn)來(lái)測(cè)定PDC的鉆鑿特性。
【背景技術(shù)】
[0002]模擬鉆頭是測(cè)定PDC鉆鑿特性的必備部件之一，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性對(duì)于評(píng)價(jià)PDC的鉆鑿特性具有重要意義。PDC鉆鑿特性是指PDC作為切削齒在受力與旋轉(zhuǎn)并伴有無(wú)規(guī)律振動(dòng)、沖擊狀態(tài)下鉆鑿地層巖石所具有的工程特性。測(cè)定的PDC鉆鑿特性可為PDC鉆頭生產(chǎn)廠根據(jù)不同地層特性選擇合適的PDC制造鉆頭提供依據(jù)與檢測(cè)方法，同時(shí)也為roc生廣制造商改進(jìn)和提聞其廣品質(zhì)量提供技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的需要，在模擬鉆頭的設(shè)計(jì)中，為保證實(shí)現(xiàn)既能鉆進(jìn)成孔，又能在小進(jìn)尺鉆進(jìn)后PDC鉆進(jìn)效果出現(xiàn)顯著變化的工作目標(biāo)，提出了一種用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭。應(yīng)用該模擬鉆頭對(duì)巖石進(jìn)行模擬鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)，從而測(cè)定roc的鉆鑿特性。
[0004]本發(fā)明的用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體、PDC復(fù)合片。所述鉆頭體沿軸線上分布有中心孔，并在中心孔外預(yù)制有至少一個(gè)與中心孔貫通的傾斜水眼；鉆頭底部預(yù)制有兩個(gè)平行布置在鉆頭中心孔兩側(cè)的內(nèi)、外預(yù)制槽，兩個(gè)PDC復(fù)合片分別由壓片固定在內(nèi)、外預(yù)制槽內(nèi)形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。
[0005]上述方案進(jìn)一步包括:所述內(nèi)預(yù)制槽緊靠鉆頭體的中心孔，內(nèi)、外預(yù)制槽相距為一個(gè)PDC復(fù)合片直徑的距離。
[0006]所述水眼中心線與鉆頭體中心軸線成15-25°角。
[0007]所述壓片上有一螺孔，鉆頭體上有與之相對(duì)應(yīng)的螺孔，用螺釘將PDC復(fù)合片固定在鉆頭體上。
[0008]本發(fā)明的模擬鉆頭采用雙片、雙軌嵌壓式的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行的時(shí)候，每個(gè)PDC片各有自己的軌跡，有利于提高試驗(yàn)效果的可比性與試驗(yàn)質(zhì)量，保證切削面完整。
[0009]利用本發(fā)明的模擬鉆頭應(yīng)用在人造聚晶金剛石(PDC)鉆鑿特性測(cè)定試驗(yàn)裝置上，用PDC模擬鉆頭對(duì)巖石進(jìn)行模擬鉆進(jìn)試驗(yàn)測(cè)定PDC的鉆鑿特性。其優(yōu)點(diǎn)是可以測(cè)量PDC作為切削齒在受力與旋轉(zhuǎn)并伴有無(wú)規(guī)律振動(dòng)、沖擊的狀態(tài)下roc的鉆鑿特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為模擬鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的左視圖。
[0011]圖中:1內(nèi)側(cè)PDC復(fù)合片，2外側(cè)PDC復(fù)合片，3水眼，4鉆頭體，5中心孔，6螺釘，7外側(cè)預(yù)制槽，8內(nèi)側(cè)預(yù)制槽，9壓片?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012]參照附圖1和2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0013]實(shí)施例1
一種用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體4、PDC復(fù)合片1，鉆頭體4沿軸線上分布有中心孔5，并在中心孔5外預(yù)制有至少一個(gè)與中心孔5貫通的傾斜水眼3 ;鉆頭底部預(yù)制有兩個(gè)平行布置在鉆頭中心孔5兩側(cè)的內(nèi)、外預(yù)制槽8、7，兩個(gè)PDC復(fù)合片I分別由壓片9固定在內(nèi)、外預(yù)制槽8、7內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。
[0014]實(shí)施例2
一種用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體4、PDC復(fù)合片1，鉆頭體4沿軸線上分布有中心孔5，并在中心孔5外預(yù)制有至少一個(gè)與中心孔5貫通的傾斜水眼3 ;鉆頭底部預(yù)制有兩個(gè)平行布置在鉆頭中心孔5兩側(cè)的內(nèi)、外預(yù)制槽8、7，兩個(gè)PDC復(fù)合片I分別由壓片9固定在內(nèi)、外預(yù)制槽8、7內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。內(nèi)預(yù)制槽8緊靠鉆頭體的中心孔5，內(nèi)、外預(yù)制槽8、7相距為一個(gè)PDC復(fù)合片I直徑的距離。
[0015]實(shí)施例3
一種用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體4、PDC復(fù)合片1，鉆頭體4沿軸線上分布有中心孔5，并在中心孔5外預(yù)制有至少一個(gè)與中心孔5貫通的傾斜水眼3 ;鉆頭底部預(yù)制有兩個(gè)平行布置在鉆頭中心孔5兩側(cè)的內(nèi)、外預(yù)制槽8、7，兩個(gè)PDC復(fù)合片I分別由壓片9固定在內(nèi)、外預(yù)制槽8、7內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。3水眼中心線與鉆頭體4中心軸線成15-25°角。
[0016]實(shí)施例4
一種用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體4、PDC復(fù)合片1，鉆頭體4沿軸線上分布有中心孔5，并在中心孔5外預(yù)制有至少一個(gè)與中心孔5貫通的傾斜水眼3 ;鉆頭底部預(yù)制有兩個(gè)平行布置在鉆頭中心孔5兩側(cè)的內(nèi)、外預(yù)制槽8、7，兩個(gè)PDC復(fù)合片I分別由壓片9固定在內(nèi)、外預(yù)制槽8、7內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。3水眼中心線與鉆頭體4中心軸線成15-25°角。內(nèi)預(yù)制槽8緊靠鉆頭體的中心孔5，內(nèi)、外預(yù)制槽8、7相距為一個(gè)PDC復(fù)合片I直徑的距離。
[0017]實(shí)施例5
一種用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體4、PDC復(fù)合片1，鉆頭體4沿軸線上分布有中心孔5，并在中心孔5外預(yù)制有至少一個(gè)與中心孔5貫通的傾斜水眼3 ;鉆頭底部預(yù)制有兩個(gè)平行布置在鉆頭中心孔5兩側(cè)的內(nèi)、外預(yù)制槽8、7，兩個(gè)PDC復(fù)合片I分別由壓片9固定在內(nèi)、外預(yù)制槽8、7內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。3水眼中心線與鉆頭體4中心軸線成15-25°角。壓片9上有一螺孔，鉆頭體4上有與之相對(duì)應(yīng)的螺孔，用螺釘將I3DC復(fù)合片I固定在鉆頭體4上。
[0018]實(shí)施例6
一種用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，由鉆頭體4、PDC復(fù)合片I和2、螺釘6、壓片9組成，鉆頭體4上分布有中心孔5和水眼3，鉆頭底部設(shè)計(jì)有外預(yù)制槽7和內(nèi)預(yù)制槽8 ;內(nèi)、外預(yù)制槽平行分布在模擬鉆頭中心孔5的兩側(cè)，內(nèi)預(yù)制槽8緊靠鉆頭體4的中心孔，外預(yù)制槽7與內(nèi)預(yù)制槽8相距為一個(gè)PDC復(fù)合片直徑；將兩個(gè)相同的PDC復(fù)合片分別嵌入內(nèi)、外預(yù)制槽內(nèi)，用壓片9和螺釘6固定在鉆頭體4上；水眼3分布在鉆頭體4 一側(cè)，且水眼3中心線與鉆頭體4中心軸線成20°角。
[0019]實(shí)施例7
一種用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，由鉆頭體4、PDC復(fù)合片I和2、螺釘6、壓片9組成，鉆頭體4上分布有中心孔5和水眼3，鉆頭底部設(shè)計(jì)有外預(yù)制槽7和內(nèi)預(yù)制槽8 ;內(nèi)、外預(yù)制槽平行分布在模擬鉆頭中心孔5的兩側(cè)，內(nèi)預(yù)制槽8緊靠鉆頭體4的中心孔，外預(yù)制槽7與內(nèi)預(yù)制槽8相距為一個(gè)PDC復(fù)合片直徑；將兩個(gè)相同的PDC復(fù)合片分別嵌入內(nèi)、外預(yù)制槽內(nèi)，用壓片9和螺釘6固定在鉆頭體4上；水眼3分布在鉆頭體4 一側(cè)，且水眼3中心線與鉆頭體4中心軸線成15°角。
[0020]實(shí)施例8
一種用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，由鉆頭體4、PDC復(fù)合片I和2、螺釘6、壓片9組成，鉆頭體4上分布有中心孔5和水眼3，鉆頭底部設(shè)計(jì)有外預(yù)制槽7和內(nèi)預(yù)制槽8 ;內(nèi)、外預(yù)制槽平行分布在模擬鉆頭中心孔5的兩側(cè)，內(nèi)預(yù)制槽8緊靠鉆頭體4的中心孔，外預(yù)制槽7與內(nèi)預(yù)制槽8相距為一個(gè)PDC復(fù)合片直徑；將兩個(gè)相同的PDC復(fù)合片分別嵌入內(nèi)、外預(yù)制槽內(nèi)，用壓片9和螺釘6固定在鉆頭體4上；水眼3分布在鉆頭體4 一側(cè)，且水眼3中心線與鉆頭體4中心軸線成25°角。
[0021]本發(fā)明應(yīng)用在《PDC鉆鑿特性測(cè)定試驗(yàn)裝置》(專利號(hào):200920007005.1)的實(shí)驗(yàn)裝置上，打開冷卻水管線，使冷卻水通過水眼和中心孔流出鉆頭，起到冷卻鉆頭和攜帶巖屑的作用；然后，啟動(dòng)roc鉆鑿特性測(cè)定試驗(yàn)裝置，進(jìn)行鉆鑿特性測(cè)定試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，卸掉模擬鉆頭，松開螺釘和壓片，從外側(cè)預(yù)制槽和內(nèi)側(cè)預(yù)制槽中分別取出PDC復(fù)合片進(jìn)行測(cè)量分析，計(jì)算PDC復(fù)合片的鉆鑿特性。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測(cè)定roc鉆鑿特性的模擬鉆頭，包括鉆頭體、PDC復(fù)合片，其特征在于:所述鉆頭體沿軸線上分布有中心孔，并在中心孔外預(yù)制有至少一個(gè)與中心孔貫通的傾斜水眼；鉆頭底部預(yù)制有兩個(gè)平行布置在鉆頭中心孔兩側(cè)的內(nèi)、外預(yù)制槽，兩個(gè)PDC復(fù)合片分別由壓片固定在內(nèi)、外預(yù)制槽內(nèi)，形成雙片、雙軌嵌壓式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，其特征在于:所述內(nèi)預(yù)制槽緊靠鉆頭體的中心孔，內(nèi)、外預(yù)制槽相距為一個(gè)PDC復(fù)合片直徑的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，其特征在于:所述水眼中心線與鉆頭體中心軸線成15-25°角。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，其特征在于:所述水眼中心線與鉆頭體中心軸線成15-25°角。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用于測(cè)定PDC鉆鑿特性的模擬鉆頭，其特征在于:所述壓片上有一螺孔，鉆頭體上有與之相對(duì)應(yīng)的螺孔，用螺釘將PDC復(fù)合片固定在鉆頭體上。
【文檔編號(hào)】G01N3/58GK103776712SQ201210400154
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月20日
【發(fā)明者】趙秀菊, 馬鳳清, 燕靜, 郭淑玲, 程鵬, 楊寧寧, 吳明波, 張忠乾 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院