[實用新型]一種高造斜率PDC鉆頭

有效

• 申請號: 201220315721.8
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN202645438U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 閉磊;趙同堅;饒巖巖;貟延鳳
• 申請（專利權）人: 成都百施特金剛石鉆頭有限公司
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43;E21B10/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于石油/天然氣開采的PDC鉆頭，尤其涉及一種高造斜率PDC鉆頭。

背景技術

隨著石油開發勘探技術的不斷進步，越來越多的先進工具目前應用到石油鉆井作業中。PowerDrive?Xceed是其中一種具有內部導向機制的完全旋轉的指向式鉆井系統，PDC鉆頭是晶金剛石復合片鉆頭的簡稱，是石油鉆井行業常用的一種鉆井工具，其能夠幫助鉆井實現極大的狗腿度。但是當海洋石油鉆井面臨更加復雜及曲率更高的井身結構時，光依靠工具的能力不完全能夠滿足鉆井作業的要求。特別是如果工具配合的是傳統的常規PDC鉆頭或者是傳統的定向鉆井鉆頭，那么工具的最佳性能將得不到發揮。目前在中國海洋石油開采過程中，會經常遇到過這樣的技術難題：地層可鉆性很好，PDC鉆頭在地層中的鉆進速度ROP很快，但是因為需要，井身結構設計得很復雜而且井眼的曲率大，即使是使用先進的旋轉導向系統也難滿足要求，這就需要特殊改進的PDC鉆頭與工具配合，才能實現更大的鉆井狗腿度和PDC鉆頭造斜能力。

發明內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種高造斜率PDC鉆頭。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

本實用新型包括本體、接頭、刀翼、噴嘴、保徑塊和切削齒，所述保徑塊包括多個，均勻分布于所述本體的圓周面上；設靠近所述切削齒的一端為前端，靠近所述接頭的一端為后端，所述保徑塊的外表面由前表面和后表面構成，所述前表面為圓柱面，所述后表面為圓錐面，所述后表面的后端與所述PDC鉆頭軸心之間的距離小于所述后表面的前端與所述PDC鉆頭軸心之間的距離。

由于保徑塊的后表面為圓錐面，所以當本實用新型配合PowerDrive?Xceed工具工作時，更多的側向切削力作用在鉆頭的外部切削齒上，而不是作用在保徑塊上，使得本實用新型具有更強的造斜能力，達到更大的鉆井狗腿度。

當本實用新型工作一段時間后，保徑塊的前表面段會產生一定的磨損，使該段保徑塊的直徑減小，低于鉆頭標準外徑，這樣會使更多的側向切削力作用在外側的切削齒上，本實用新型的側向切削能力會進一步增強。而當保徑塊的前表面段進一步磨損時，保徑塊的后表面會更多的參與工作。這樣會確保整個保徑塊不至于磨損太嚴重。

作為優選，所述前表面的軸向長度與所述保徑塊軸向總長度之間的比例小于二分之一；所述后表面的錐度小于15°。

進一步，設所述PDC鉆頭最低點到所述PDC鉆頭心部范圍之內的切削齒為內部切削齒，設所述PDC鉆頭最低點到所述PDC鉆頭外徑范圍之內的切削齒為外部切削齒，所述內部切削齒的后角大于所述外部切削齒的后角。

本實用新型的有益效果在于：

使用時，本實用新型側向與井壁相接觸的面積較傳統鉆頭小，因而在同樣的工具側向驅動力下，本實用新型側向的切削齒會有更大的側向切削能力，因而能夠切削更多的側向井壁巖石；內部切削齒的后角大于外部切削齒的后角的結構，限制了本實用新型在軸向方向的切削能力，使得本實用新型在側向方向的切削能力增強，從而提高本實用新型的造斜能力。

附圖說明

圖1是本實用新型的立體結構示意圖；

圖2是本實用新型去掉接頭后的主視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

如圖1和圖2所示，本實用新型包括本體3、接頭1、刀翼5、噴嘴4、保徑塊2和切削齒6，保徑塊2包括多個，均勻分布于本體3的圓周面上；設靠近切削齒6的一端為前端，靠近接頭1的一端為后端，保徑塊2的外表面由前表面8和后表面7構成，前表面8為圓柱面，后表面7為圓錐面，后表面7的后端與本實用新型軸心之間的距離小于后表面7的前端與本實用新型軸心之間的距離。

如圖2所示，前表面8的軸向長度w1與保徑塊2的軸向總長度w2之間的比例小于二分之一；后表面7的錐度α小于15°。

如圖1和圖2所示，設本實用新型最低點到本實用新型心部范圍之內的切削齒6為內部切削齒，設本實用新型最低點到本實用新型外徑范圍之內的切削齒6為外部切削齒，內部切削齒的后角大于外部切削齒的后角。

如圖1和圖2所示，使用時，用接頭1與PowerDrive?Xceed工具連接工作，更多的側向切削力作用在外部切削齒上，而不是作用在保徑塊2上，使得本實用新型具有更強的造斜能力，達到更大的鉆井狗腿度。當本實用新型工作一段時間后，保徑塊2的前表面8所在前段會產生一定的磨損，使該段保徑塊2的直徑減小，低于鉆頭標準外徑，這樣會使更多的側向切削力作用在外側的切削齒6上，本實用新型的側向切削能力會進一步增強。而當保徑塊2的前表面8所在前段進一步磨損時，保徑塊2的后表面7會更多的參與工作。這樣會確保整個保徑塊2不至于磨損太嚴重。