CN101336331A - 带有用于减少刀具露出量的支承元件的钻头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于旋转式钻地刮刀钻头(10)的支承元件(42)，其将至少一个相邻刀具(24)的露出量有效地减小可容易预测的量和有效地减小刀具的切削深度(DOC)。支承元件在其基本整个区域上具有基本上均匀的厚度。支承元件还限制施加到地层的单位力的大小，以使地层不损坏。支承元件可防止损坏与其相关的刀具，也可能限制与钻头泥包、马达停机和相关的钻井难题有关的问题。设计和钻井方法包括选择待钻的地层、计算期望的DOC和地层强度和计算可限制DOC和施加到地层的单位力的支承元件的高度或厚度。

Description

带有用于减少刀具露出量的支承元件的钻头

本申请要求2005年12月14日递交的美国临时申请No.60/750,647的优先权，其公开内容在此全部引入作为参考。

技术领域

本发明涉及用于地下地层钻井的旋转式钻地刮刀钻头，及这样钻头的操作。更具体地，本发明涉及改进钻头的设计以包括支承元件，以便将切削元件或刀具在钻头冠部上的露出量有效减小可容易地预测的量，以及在控制刀具加载或切削深度方面用于优化钻头性能。

背景技术

带有聚晶金刚石复合片(PDC)切削元件或刀具的钻头已经证明在具有低到中压缩强度的地下地层钻井中获得高钻井速度(ROP)方面非常有效。PDC刀具通常包括在高压和高温情况下形成在支撑基底上并结合至支撑基底的圆盘状金刚石Atable@，其可由碳化钨硬质合金(WC)形成，但是其他刀具结构和基底材料在本领域也是公知的。最近在关于钻头面和、刀具设计和钻井液(drilling fluid)配方的液压流动方式设计方面的改进通过增加可能在超过钻头能力之前切削的地层材料及其用于将钻屑从钻头面清除的相关钻井液的体积，而减小了这种钻头现有的值得注意的到Aball@的趋势。

旋转式钻地刮刀钻头体可通过在石墨或其他材料块中铣制空腔并且将***物或刀具置换物引入铣制空腔中而制造。模具空腔表面形成在钻头表面的区域，而刀具置换物和其他***物可在钻头体表面上形成凹部，在钻头主体内形成空腔。一旦任何***物和置换物已经设置在模具空腔内，例如碳化钨等微粒材料可引入模具的空腔中。之后，渗透剂或粘结剂材料可引入空腔中以将微粒彼此固定。刀具置换物和其他***物可在渗透工艺后从钻头体去除，其后，例如刀具和液压喷嘴等其他元件可与钻头体装配在一起并且固定到钻头体。

钻头扭矩(TOB)与钻压(WOB)的关系可用作刀具切削能力指标，TOB与WOB的比率对应于刀具相对于钻头冠部或冠部锥形露出或定向而具有的切削性。当刀具放置在已经利用标准刀具置换物形成的空腔中时，其可露出足够的切削距离，以至于可能发生本领域中称为“过载”的现象，甚至当低WOB施加到安装钻头的钻柱时也会如此。该现象随着刀具的露出和定向出更多而更可能发生。过载在低压缩强度地层中特别显著，在在低压缩强度地层中，在非常低的WOB下可获得较大的切削深度(DOC)。过载也可由于钻柱反弹而产生或加剧，其中钻柱的弹性造成对钻头施加不稳定或不一致的WOB。而且，当具有由空腔承载的刀具的钻头在非常高的DOC下操作时，可能产生太多钻屑，多于能从钻头面连续清除并且通过钻头面上的排屑槽沿着井眼环面向后引导的钻屑，这可能导致钻头泥包。

当从较高地层压缩强度区或层到“较软”的低压缩强度区钻井时，可能发生另一个问题，该问题可能由设置在旋转钻孔钻头冠部上的刀具过多露出时造成。当钻头从较硬的地层钻入较软的地层而没有改变施加的WOB时，或在定向钻头可能改变WOB之前，PDC刀具的钻入进而钻头上的合成扭矩(TOB)几乎瞬间增加，并且增加相当大的值。突然变高的扭矩又可造成对刀具和/或钻头体的损坏。在定向钻井中，这样的变化造成定向组件(随钻测量或MWD或导向工具)的工具表面方向(TFO)变动，使得定向钻孔机很难沿着计划的用于钻头的定向路径。因而，可能需要定向钻孔机从钻井底部退出钻头来重新设置或重新定向工具表面，这可能花费相当长的时间(例如达一小时)。另外，井下马达，例如通常结合可操纵井下组件的用于定向钻井操作的钻井液驱动Moineau式马达可能在突然扭矩增加的情况下完全停机，可能造成马达损坏。即，钻头可能停止旋转，由此停止钻井操作，并且迫使钻头从井底撤回以重新建立钻井液流和马达输出。在钻井中的这样的中断可能耗费时间，并且代价高，特别是在离岸钻井情况下。

所谓的“抗磨结”已经尝试配置在旋转式钻土刮刀钻头表面上的刀具后面，以在一些地层中，特别是在夹层软、中和硬岩石中提供提高的稳定性。由于这样的地层与刀具接合造成的作用在钻头上的合力的宽范围和持续变化，钻头钻这样的地层容易变得侧向不稳定。抗磨结包括从钻头表面突出的支承元件形式的结构。通常，抗磨结将在基本上与刀具相同的径向位置沿旋转方向尾随某些刀具，通常在从延伸到肩部下的钻头鼻部的位置到靠近计量器的位置。传统的抗磨结可包括沿钻头旋转方向具有弧形(例如半球形、部分椭圆形等)前端的细长部分。抗磨结从钻头面突出的距离比其相关刀具突出或露出更小，并且通常具有小于其沿旋转方向前方的刀具的宽度的宽度，并且因此宽度小于由刀具切入地层中的凹槽的宽度。一种值得注意的与这样的设计方法不同的方法公开在美国专利No.5,090,492中，其中，所谓的“稳定突起”在钻头面上沿旋转方向尾随特定PDC刀具，并且尺寸制成与其相关刀具相关，以便据称以摩擦方式贴合地进入由相关的前刀具切削的凹槽中，并且沿该凹槽移动，但是据称与凹槽的侧壁为非切削关系。

呈抗磨结形式的支承元件的存在，尽管良好用于提高旋转式刮刀钻头稳定性，但由于钻头制造商缺乏精确定位并定向抗磨结的能力而通常不足以实际使用。要注意的是，不是完全位于由其相关旋转前刀具或其部分切削的凹槽中，传统的抗磨结设计和放置方式可在抗磨结在其中行进的槽壁处接触未切削的岩石，这可能导致而不是减小钻头侧向震动。另外，抗磨结支承表面的面积(即抗磨结的沿旋转方向在给定DOC处刀具后方接触正在钻的地层的部分的表面积)通常很难计算，因为其通常为其半球或部分椭圆的一半。而且，由表面硬化形成而且由手应用的抗磨结的尺寸和形状通常从一个抗磨结到另一个并不一致。如果钻头相对两侧上的抗磨结的支承表面并非几乎完全相同，则钻头可能受到不均匀的力，这可导致振动、不均匀磨损或可能的刀具或钻头损坏。

已经转让给Baker Hughes Incorporated的几个专利致力于解决一些与DOC、抗磨结等相关的问题。包括在这些专利中的有美国专利No.6,200,514、美国专利No.6,209,420、美国专利No.6,298,930、美国专利No.6,659,199、美国专利No.6,779,613和美国专利No.6,935,441，其每一个的公开内容全部在此引入作为参考。

虽然一些前述专利意识到期望限制刀具穿入深度或DOC或以其它方式限制应用到井眼表面上的力，但是所公开的方法没有提供以容易且廉价的方式适于各种生产线和应用的用于控制DOC的方法或设备。

发明内容

本发明包括用于旋转式钻地刮刀钻头的支承元件、包括在其冠部上刀具后面的支承元件的钻头、用于设计和制造支承元件和钻头的方法和应用支承元件来有效减小DOC的钻进方法。

结合本发明教导的支承元件限制DOC或PDC刀具或其他类型刀具或切削元件(其在后文都称为“刀具”)在旋转式钻地刮刀钻头面上露出的有效范围。支承元件可靠近相关的刀具设置，除了别的位置以外，刀具可设置在钻头的冠部中或鼻部区域中，包括但是不限于在冠部的锥形内和在冠部的表面上。支承元件可基本上在其整个区域上具有基本上均匀的厚度。支承元件的厚度或高度为支承元件从钻头面(例如其上设置支承元件的刀刃)突出的距离，可直接对应于一个或多个相邻刀具露出量或突出量的有效减小，并且因此对应于DOC的有效减小。支承元件可构造用于将由于WOB造成的载荷分布在井底处接触地层表面的钻头面、刀刃或其他钻头体结构上的足够的表面积上(例如在钻头冠部处刀刃表面的至少30％)，以使施加的WOB不超过或大约小于地层压缩强度。结果，钻头基本上不使地层岩石凹进或损坏。由支承元件减小DOC，支承元件还可限制钻头每次旋转由刀具去除的地层材料(岩石)的单位体积，以防止地层材料过切削、钻头泥包和损坏刀具这些情况中的一个或多个。如果钻头用于定向钻孔操作中，则工具表面损耗或马达停机的可能性也可由于位于钻头冠部上刀具后面的本发明支承元件的存在而减小。

用于制造钻头的方法也在本发明的范围内。这样的方法可如上述考虑待钻的特定地层的压缩强度，并且在将为钻头或其刀具提供一种或多种期望特性的位置处包括一个或多个支承元件结构。

尽管各种技术可用于制造支承元件或具有支承元件的钻头，这样的方法可包括制造用于形成钻头的模具。模具通过铣制包括具有较小空腔或凹部的冠部形成区的空腔形成，所述较小空腔或凹部构造用于容纳标准的预成形件或置换物。其他***物也可放置在模具空腔中。铣制空腔以便在冠部形成区(例如在其锥形中或冠部形成区中的某处，与较小的置换物容纳空腔的尾端连通)形成槽或凹槽。这些槽基本上在其整个区域上可具有基本均匀的厚度。每一个槽限定待形成在钻头冠部上的支承元件的位置，并且具有一定深度，该深度对应于在冠部相邻区域处的刀具露出量将被有效减小的距离，以有效控制每一个相邻刀具可获得的DOC。槽的面积可足够支撑预期的轴向负载或WOB，以防止刀具挖入超出其所设计DOC的地层，或不超过待钻的期望地层的压缩强度。模腔和在模腔内的置换物和任何其他***物一起形成钻头体。一旦模腔已经形成，并且包括期望特征，并且刀具置换物和任何其他***物已经设置在其中，则可形成钻头体，如本领域已知(例如通过将微粒材料和渗透剂引入模腔中)。然后可从钻头体去除置换物，留下构造用于容纳刀具的凹窝，所述刀具随后与钻头体装配并且固定到钻头体。

根据另一方面，本发明包括用于地下地层钻井的方法，所述方法包括使用具有有效减小钻头冠部上或锥形中的刀具露出量的支承垫的钻头。

用于设计支承元件的方法包括选择待钻的地层，计算地层的期望DOC和强度和计算将限制DOC和施加到地层的单位力的支承元件的高度和厚度。

本发明的其他特征和优点将通过考虑接下来进行的描述、附图和权利要求而对本领域普通技术人员变得显而易见。

附图说明

图1是包括结合本发明教导的支承垫的旋转式钻地刮刀钻头的示例的透视图，所述钻头相对于其钻入地层中的方向处于倒转方向；

图2是用于形成旋转式钻地刮刀钻头的模具的冠部形成表面的示意图，所述模具包括用于容纳钻地刮刀钻头的刀具的预成形件的铣制空腔或凹部；

图3是图2中所示的模具的冠部形成表面的示意图，具有用于安装在铣制空腔中的刀具的预成形件或***物；

图4是模具的冠部形成表面的示意图，其具有设置在用于容纳预成形件或***物的至少一些铣制空腔的尾边缘处的模制槽；

图5是图4模具的冠部形成表面的示意图，其中预成形件或***物位于铣制空腔中；

图6是包括图4中所示特征的模具冠部形成表面的透视图；

图7是图6中示出的钻头的部分的铣制空腔和铣制槽的特写图；

图8是旋转式钻地刮刀钻头的冠部的示意图，示出了DOC、冠部轮廓和刀具轮廓之间的关系；

图9是旋转式钻地刮刀钻头的刀刃的一部分的特写后透视图，其设置在钻头的冠部的锥体中并且其包括刀具和邻近在刀刃锥形部上至少一些刀具的尾边缘设置以便有效减少每一个相邻刀具的露出量的支承元件；和

图10是图9中所示旋转式钻地刮刀钻头的部分的特写前透视图。

具体实施方式

附图的图1图示了包括多个刀具24(例如PDC刀具)的旋转刮刀钻头10，所述多个刀具24由其基底(为了清楚没有分别显示金刚石台和基底)如通过钎焊结合到刀刃18中的凹窝22(也参见图2)内，这见于本领域关于所谓浸渍基体或更简单的“基体”式钻头的制造。这样的钻头包括大量由熔化并随后可硬化的粘结剂(例如铜基合金)渗透的微粒材料(例如，碳化钨等金属粉末)。但是应理解，本发明不限于基体式钻头，并且根据本发明也可构造钢体钻头和其他制造的钻头。沿钻头10的纵轴40或旋转轴的钻头径向横截面的外部形状限定所谓的“钻头轮廓”或“冠部轮廓”。还参见图8。钻头10的端部可包括固定到“基体”钻头体的杆14。如本领域已知，杆14可与API销接头16以螺纹连接在一起，以便于将钻头10附装到钻柱。

钻头10的内部流体通道从钻头10的上端或尾端处的管状杆通到延伸到钻头主体内的空间(plenum)，通到喷嘴孔38。固定在喷嘴孔38中的喷嘴36为位于刀刃18之间的流路30提供钻井液。流路30延伸到排屑槽32，排屑槽32沿钻头10的侧面在刀刃18之间向上延伸。由喷嘴36排出的钻井液将钻屑从刀具24上扫除，钻井液通常经过流路30径向向外移动，然后向上经过排屑槽32到达悬挂钻头10的钻柱之间的环面，并且继续向上直到井外的地面。

多个支承元件42可位于设置在钻头10冠部或鼻部处的刀刃18的部分上。通过非限制性示例，支承元件42可至少部分设置在刀刃18的位于钻头10冠部锥体内的部分上。支承元件42可以是任何最适合特定应用需要的尺寸、形状和/或厚度，其可基本上与一个或多个其他支承元件42沿离轴40的相同半径设置。支承元件或表面可提供足够的表面积来承受轴向或纵向WOB而不超过所钻的地层的压缩强度，以使岩石不过度凹进或损坏，并且PDC刀具24穿入岩石中的情况基本上受到控制。

作为示例，如图1中所示构造的8.5英寸(约21.5cm)直径钻头的支承元件42的总支承面积可以是约12平方英寸(约77.5cm²)。如果例如由钻头10所钻的较软地层的无限制的压缩强度为2000英镑每平方英寸(psi)(约175kg/cm)，则至少约24000lbs.(约10900kg)WOB可被施加到地层而不使其损坏或凹进。这样的WOB远超过通常在不会由于过大DOC和超过钻头液压清除钻屑能力的相应钻屑体积而导致形成钻头泥包的情况下可施加到这样的地层中的钻头的WOB(例如，小达1000lbs.(约450kg)到3000lbs.(约1360kg)，直到约5000lbs.(约2270kg)等)。在具有例如20000psi(约1400kg/cm)到40000psi(约2800kg/cm)压缩强度的较硬地层中，钻头的支承元件的总表面积可显著减小，同时仍适应为将钻头牢固地保持在井底上所施加的相当大的WOB。当使用较旧的较不精密的钻机时，或在定向钻井过程中，这两种情况都导致很难以任何高精度控制WOB，使WOB超载而无不利后果的能力进一步显示出包括根据本发明的一个或多个支承元件42的钻头的超高性能。应注意，地层岩石的无限制的压缩强度的使用为用于钻头的支承元件42的所需支承面积的计算提供了相当大的余量，因为所钻的地下地层的原处受限制的压缩强度高得多。因而，如果需要，可利用所选地层的受限制的压缩强度值来设计具有总支承面积的支承元件和钻头总支承面积，以产生较小的所需支承面积，但是考虑到地层的连续压缩强度的变化，这仍有意提供过多支承面积的足够“余量”，以排除地层向下钻进的大的凹进和损坏。

除了用作支承表面，支承元件42的厚度或高度或其从刀刃18的表面突出的距离可确定DOC的范围，或者刀具24的有效露出量关于所钻地层减小。仅通过示例，每一个支承元件42可构造为与其相关刀具或多个刀具24的期望DOC有关的特定高度。即，当支承元件42的高度相对于刀刃18的表面增加时，其相关刀具或多个刀具24的DOC减小。例如，刀具24可能具有0.75英寸(约1.9cm)的标称直径，当钎焊到刀刃18中的凹窝22中时，在没有相邻的支承元件42的情况下，可具有0.375英寸(约0.95cm)的标称DOC。通过包括支承元件42，0.75英寸(约1.9cm)直径PDC刀具的DOC可减小到约零(0)英寸(0cm)。当然，DOC可根据支承元件42的高度或支承元件42从钻头10的冠部表面突出的距离在各种范围内选择。因而，支承元件42消除了对改变形成在用于钻头体的模具中的刀具置换物容纳空腔深度的需要，这允许使用现有的标准置换物。因而，在钻头10冠部处的刀具24的DOC和因此钻头10的切削性可快速改变到特定地层的需要，而无需采取刀刃几何形状或轮廓的再设计，而这通常花费大量的时间和金钱来实现。

本发明的钻头可由任何适当的已知技术制造。例如，钻头可通过使用模具形成。置换物或其他***物可定位在模具的空腔内的精确位置处，以确保在使用模具形成的钻头体中适当定位切削元件、喷嘴、排屑槽等。因此，当微粒材料和渗透剂引入模腔中时，加工为模具冠部形成区的刀具置换物容纳空腔可具有足够的深度来将置换物支撑并且保持在位。

图2是钻头模具46从直接看入模具46的空腔45中的角度看到的图示。模具46可被认为是要使用其形成的钻头(例如钻头10)的负片。模具46的图2中显示的部分为其空腔的冠部形成区。所示的小的空腔22’具有已经铣制过以固定用于随后形成的凹窝的置换物，将要放置在钻头表面锥形中的刀具最终***并且固定在所述凹窝中。图3为来自相同视点的模具46的图示，只是在该例子中，仅置换物44***小的空腔22’中。如图4、6和7中所示，随后形成支承元件42(图1)的槽或凹槽48、48’可例如通过将其铣制在模具46的空腔的表面中来形成在模具46中。通过非限制性示例，可通过手工铣制或通过计算机控制下的多轴(例如五或七轴)铣床来形成凹槽48、48’和小的空腔22’。仅出于示例目的，在其他因素中，可选择每一个凹槽48、48’的尺寸、形状、表面积和深度以获得前述用于指定应用或地层的期望的DOC(即切削性)和支承元件面积。

每一个凹槽48、48’基本上在其整个区域上具有基本一致的深度，而与其中形成凹槽48、48’的表面的外形无关。每一个凹槽48、48’可例如具有稍大于模具46中小的空腔22’的宽度，而且在相邻的小的空腔22’之间稍微延伸。与钻头10没有这样的特征的可能情况相比，这样的结构可提供更大的支承表面积，并且可支撑施加的更高WOB。可选地，每一个凹槽48、48’可具有略小于小的空腔22’的宽度，在该例子中，约为小空腔22’的总宽度的三分之二(2/3)。另外，凹槽48、48’可不基本在相邻的小的空腔22’之间延伸。因此，具有这些特征的任一种或其组合的凹槽48、48’将形成具有较小表面积的支承元件42，并且因而支承元件42可支撑比具有较大表面积的支承元件42相对较小的所施加WOB。

模具46可包括一个凹槽48、48’，或多个凹槽48、48’。如果模具46包括多个凹槽48、48’，则单个的凹槽48、48’可具有彼此相同的尺寸，或单个的凹槽48、48’可具有至少一个与另一个凹槽48、48’相应尺寸不同的尺寸。例如，模具46可包括具有上面说明的较大直径和表面积的第一凹槽48，而另一个凹槽48’可如上说明包括较小的尺寸。另外，凹槽48、48’的深度可以相同或从一个凹槽48到另一个凹槽48’彼此不同。而且，尽管仅出于示例说明目的，所示的模具46在特定位置包括槽48、48’时，但凹槽48、48’可在模具46中在别处形成而不偏离本发明的范围。

图5显示了置换物44已经安装在小的空腔22’中之后的模具46，具有相关的凹槽48、48’的实例。一旦***物44已经安装在小的空腔22’中，则钻头10可使用模具46通过任何本领域已知的适当工艺形成，包括在模具46的空腔45中引入微粒材料和引入粘结剂或粘合剂或渗透剂。

图8示出根据本发明教导设计的示例性钻头10的轮廓视图56。冠部轮廓52为如图1中所示的描绘从轴40到测量半径12的刀刃18的轮廓的线。当钻头围绕轴40旋转并且刀具24经过对应于图8中显示的页面的平面时，刀具轮廓54描绘刀具24的边缘。在无支承元件48的情况下，冠部轮廓52和刀具轮廓54之间的距离为标称切削深度(DOC)，以D标示。但是，如上所述的由模具46的槽或凹槽48形成的支承元件42可改进刀具24的DOC。在该例子中，支承元件42延伸超过冠部轮廓52达设定距离H，并且刀具24的DOC为支承元件48和刀具轮廓54之间的距离，由D’标示。

当然，可使用其他方法形成具有一个或多个支承元件的钻头。例如，钻头体或其一部分可由固态坯料加工形成；由编程的材料固结(例如“分层制造”等)和渗透工艺形成，例如美国专利No.6,581,671、6,209,420、6,089,123、6,073,518、5,957,006、5,839,329、5,544,550、5,433,280中公开的那些，其每一个都已转让给Backer HughesIncorporated，其每一个的公开内容在此全部引入作为参考；或通过任何其他适当的钻头制造工艺。

体现本发明教导的钻头10显示在图9和10中。图9提供了钻头10的支承元件42的特写图。刀具24在图9中也可见。类似的特征在图10中可见。支承元件42从不同的角度可见，刀具24也一样。

返回参照图1和图8-10，用于地下地层钻井的方法包括使地层与至少一个刀具24接合，刀具24的露出量由至少一个支承元件42限制，支承元件42也限制每一个刀具24的DOC。具有由一个或多个支承元件42限制的DOC的一个或多个刀具24可设置在至少一个刀刃18的至少一部分或一个区域的面向地层的表面上，以提供刀具24的间隔和刀具轮廓54的露出量，其使钻头能够在不产生过量TOB的情况下，在宽WOB范围内甚至在提高的WOB下接合地层，以得到钻头提供的瞬时ROP。即，如上所述，扭矩与施加的WOB直接相关。由于使用的钻头10具的支承元件42以预定的可容易预测的量限制DOC并且因此限制施加到钻头10的扭矩，就减小了扭矩可能造成向下钻进马达停机或工具面临不期望变化的可能性。钻井可主要使用刀具24进行，其具有由一个或多个支承元件42限定的DOC，在选择的WOB范围内接合相对较硬的地层。当遇到较软的地层和/或当将增加量的WOB施加到钻头10时，靠近至少一个相关刀具24的至少一个支承元件42限制相关刀具24的DOC，同时允许钻头10在支承元件42上冲击地层，而不管施加到钻头10的WOB如何，并且对于当前ROP，不产生不可接受的高的、可能的损坏钻头的TOB。

虽然以上描述包括很多细节和实例，但是这些不应解释为限制本发明的范围，而是仅作为提供某些当前优选实施例的示例。类似地，可设计本发明的其他实施例，其不偏离本发明的精神或范围。本发明的范围因此仅由所附权利要求及其法律等同物说明和限定，而不是由前述描述说明和限定。所有对本文公开的并且落入权利要求范围的本发明的增加、删除和改进都包括在其范围中。

Claims (18)

1.一种旋转式钻地刮刀钻头，包括：

钻头体，包括在其前端的冠部；

至少一个在所述冠部处的刀具；和

支承元件，包括从所述冠部表面的一部分突出并且沿旋转方向设置在所述至少一个刀具后面的一定材料量，所述支承元件构造成有效地减小所述至少一个刀具的露出量，所述支承元件设置在所述至少一个刀具后面而没有不利地影响钻头的液压。

2.根据权利要求1所述的旋转式钻地刮刀钻头，其中，所述支承元件具有基本上均匀的厚度。

3.根据权利要求2所述的旋转式钻地刮刀钻头，其中，所述支承元件从所述冠部表面突出基本上均匀的距离。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的旋转式钻地刮刀钻头，其中，所述支承元件沿旋转方向设置在多个刀具后面。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的旋转式钻地刮刀钻头，其中，所述支承元件设置在所述冠部的锥形中。

6.一种用于制造权利要求1中所述的旋转式钻地刮刀钻头的模具，包括：

模具体；

空腔，形成在所述模具体中，用于形成至少一个肩部和所述冠部；

至少一个凹部，用于容纳用来在所述冠部中形成刀具凹窝的标准置换物，所述刀具凹窝用于容纳所述至少一个刀具，所述至少一个凹部包括具有便于容易更换其中的标准置换物并且容易从形成在所述空腔中的冠部去除所述置换物的深度的前边缘；和

至少一个浅凹槽，用于形成支承表面，所述至少一个浅凹槽与所述至少一个凹部的尾边缘连通，所述浅凹槽在其基本上整个区域上具有基本上均匀的深度。

7.根据权利要求6所述的模具，包括多个浅凹槽。

8.根据权利要求6所述的模具，还包括：

多个凹部，用于形成所述旋转式钻地刮刀钻头的刀刃，用于形成刀刃的每一个凹部中包括至少一个用于容纳用来形成刀具凹窝的标准置换物的凹部。

9.根据权利要求8所述的模具，包括多个浅凹槽。

10.根据权利要求9所述的模具，其中，至少一个浅凹槽与多个用于容纳标准置换物的凹部的尾边缘连通。

11.根据权利要求6到10中任一项所述的模具，其中，所述至少一个浅凹槽至少部分设置在用于形成所述旋转式钻地刮刀钻头锥形的空腔表面中。

12.一种用于形成权利要求6的模具的方法，包括：

在模具坯料中形成所述空腔，所述空腔包括：

冠部形成区，包括至少一个表面，具有：

所述用于容纳标准刀具置换物的至少一个凹部；和

所述凹槽。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，形成所述空腔的步骤包括形成所述空腔以包括在其表面中具有多个刀刃形成凹部的冠部形成区、所述至少一个用于容纳标准刀具置换物的凹部和所述至少一个设置在多个刀刃形成凹部的至少一个刀刃形成凹部的表面中的凹槽。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，还包括：

将置换物放置在所述至少一个凹部中。

15.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，其中，形成所述空腔的步骤包括形成所述空腔的冠部形成区以包括锥形形成区，其中所述至少一个凹部和所述至少一个凹槽至少部分地设置于锥形形成区中。

16.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，其中，形成所述空腔的步骤包括形成多个用于容纳标准刀具置换物的凹部。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，形成所述空腔的步骤包括形成至少一个凹槽来与所述多个凹部的尾边缘连通。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，形成所述空腔的步骤包括形成多个凹槽来与所述多个凹部的尾边缘连通。

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