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龙图腾网获悉西南石油大学申请的专利一种刀翼式PDC牙轮复合钻头设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117027659B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311178469.X，技术领域涉及：E21B10/16；该发明授权一种刀翼式PDC牙轮复合钻头设计方法是由黄奎林;冯跃强;付程;蒋俊杰设计研发完成，并于2023-09-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种刀翼式PDC牙轮复合钻头设计方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种刀翼式PDC牙轮复合钻头设计方法，是油气井钻井工具的设计方法，属于油气井钻井工具、破岩工具的设计学领域。该方法先通过现场测井数据获取地层的抗剪强度、内摩擦角，再根据钻井条件确定钻头直径，然后根据钻头直径确定牙轮的数量，继而根据钻头直径和地层内摩擦角来确定牙轮径向位置和径向覆盖区域，最后根据地层的抗剪强度值确定牙轮的轴倾角度。本发明将现场测试数据、分类讨论以及数字计算相结合的方式来设计复合钻头牙轮的结构参数，为刀翼式PDC牙轮复合钻头的优化设计提供理论支撑，从而提高刀翼式PDC牙轮复合钻头应用范围。

本发明授权一种刀翼式PDC牙轮复合钻头设计方法在权利要求书中公布了：1.一种刀翼式PDC牙轮复合钻头设计方法，包括钻头体、固定刀翼、牙轮、水孔，固定刀翼上有切削齿，牙轮上有牙齿，至少有一个固定刀翼上设置有一个或数个凹槽，凹槽内设置有牙轮，牙轮通过牙轮轴与固定刀翼形成转动连接，其特征在于：刀翼式PDC牙轮复合钻头设计方法包括以下步骤： ①通过测井数据得出地层的抗剪强度τc，单位为Mpa，地层的内摩擦角度φ，单位为°; ②根据钻井条件要求确定钻头的直径Db，单位为mm； ③根据钻头直径Db，按照公式1求出复合钻头牙轮的总数量G，单位为个，牙轮按照均匀分布的原则设置在不同的固定刀翼上； 1 上式中所述G表示钻头的牙轮的数量，单位为个；Db为钻头直径，单位为mm； ④根据钻头直径Db,地层的内摩擦角度φ，按照公式2得出牙轮的径向位置H，单位为mm,其中牙轮径向位置是指牙轮轴线与端面交点到钻头轴线的距离,按照公式3得出牙轮的覆盖区域W,单位为mm，其中牙轮的覆盖区域是指在钻头径向覆盖图中，牙轮两个端面所占据的空间距离； 2 3 上式中所述H表示牙轮的径向位置，单位为mm，W表示牙轮的径向覆盖区域，单位为mm，Db为钻头直径，单位为mm，φ为地层内摩擦角度，单位为°； ⑤根据岩石抗剪强度τc，按照公式4求出牙轮的轴倾角β，单位为°，其中牙轮轴倾角是指在钻头径向覆盖图中，牙轮轴线与钻头轴线的夹角； 4 上式中所述β表示牙轮的轴倾角，单位为°，表示τc地层的抗剪强度，单位为Mpa。

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