[實用新型]徑向切削PDC鉆頭

無效

• 申請號: 201020636350.4
• 申請日: 2010-12-01
• 公開（公告）號: CN201953316U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 衛國
• 申請（專利權）人: 衛國
• 主分類號: E21B10/55
• 分類號: E21B10/55;E21B10/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及到一種石油、煤層氣、地熱、水利鉆井中的PDC鉆頭。

技術背景

PDC鉆頭在鉆井中應用很廣泛，這種鉆頭在使用中進行了很多種改進，如專利ZL98222404.4“一種雙級切削PDC鉆頭”和“一種適合硬地層的PDC鉆頭”專利號ZL00251498等，但在結晶質石灰巖、石英砂巖和石英巖等地層鉆進時，鉆速仍然很慢，并且刀翼邊緣上的PDC復合片(齒)都嚴重磨損了，而中心的PDC復合片(齒)基本無磨損，顯然，目前的PDC鉆頭對以上地層不適應。

發明內容

根據巖石抗壓強度各向異性的特點，本實用新型研制了一種徑向切削、磨損均勻、破碎效率高的新型PDC鉆頭。該鉆頭由中心突出部、中心水眼、PDC復合片(齒)、刀翼、鉆頭基部、鉆頭頸部、鉆頭接頭組成。鉆頭基部向上延伸構成中心突出部，水眼集中在中心突出部，鉆頭基部的向外隆起的部分為刀翼，刀翼為直條式，刀翼上有PDC復合片(齒)，PDC復合片(齒)與水平面成60度角，這樣，大部分PDC復合片(齒)布置為徑向切削；鉆頭基部向下的部分為鉆頭頸部和鉆頭接頭，鉆頭頸部和鉆頭接頭上都設計了應力減輕槽。這種鉆頭工作原理如下：(1)先在巖層的中心鉆一個小孔，釋放了部分地層應力后，將地層的三向應力減少為二向應力；(2)除了中心突出部，大部分PDC復合片(齒)分布在鉆頭的徑向，這樣就實現了切削刃從應力薄弱的水平方向吃入，切削的方向是豎直的，而不是按常規的垂直方向，根據巖石力學，從這個方向破碎地層所需要的能量遠比垂直方向小，從而提高了破碎效率；(3)水眼集中在中心突出部，這樣就使得液流更接近井底，并且其流動的方向更有利于攜帶巖屑。采用這種鉆頭，既可以提高鉆速又可以有效解決了鉆頭磨損不均勻問題。

附圖說明

圖1是徑向切削PDC鉆頭結構示意圖。

圖例

1、中心突出部，2、中心水眼，3、PDC復合片(齒)，4、刀翼，5、鉆頭基部，6、鉆頭頸部，7、鉆頭接頭

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型中心突出部1上有中心水眼2(3個)，水眼對稱分布在中心突出部1上，鉆頭基部5上有刀翼4(4條)，刀翼上有PDC復合片(齒)3，大部分PDC復合片(齒)3布置為徑向切削，使PDC復合片(齒)3與水平面成60度角，鉆頭頸部6和鉆頭接頭7上都設計了應力減輕槽，使鉆頭有更好的緩沖能力。