[實(shí)用新型]一種錐形保徑PDC鉆頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320030956.7
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN203097722U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙曉波;徐建飛;楊波;孫美偉
• 申請（專利權(quán)）人: 青島石大華通科技有限公司
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43;E21B10/46
• 代理公司: 青島聯(lián)信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 37227
• 代理人: 段秀瑛;王中云

本實(shí)用新型涉及石油天然氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種PDC鉆頭。

由于PDC鉆頭在砂泥巖地層中相比于牙輪鉆頭有機(jī)械鉆速高、工作壽命長、進(jìn)尺多等特征，因此在定向井、水平井施工中廣泛應(yīng)用。目前現(xiàn)有的PDC鉆頭保徑與井壁接觸的一面上下寬度相同，在工作中存在一些缺陷：一是保徑與井壁間接觸面積較大，因此摩擦力較大，容易造成鉆頭渦動；二是保徑的寬度限制了排屑槽體積，不利于水力清洗，容易產(chǎn)生泥包。

本實(shí)用新型的目的是：針對現(xiàn)有PDC鉆頭在實(shí)際應(yīng)用中存在的與井壁間摩擦力大，容易產(chǎn)生泥包的問題，提供一種新型PDC鉆頭。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種錐形保徑PDC鉆頭，包括鉆頭基體、刀翼、PDC切削齒和排屑槽，刀翼位于鉆頭基體冠部，PDC切削齒位于刀翼上，刀翼間的槽狀空隙為排屑槽。

所述刀翼末端連接有錐形保徑，與井壁接觸一面的寬度沿遠(yuǎn)離刀翼的方向收斂，與排屑槽相鄰的側(cè)面與鉆頭軸線間夾角為10～20度，保徑的長度小于50mm。

為配合錐形保徑達(dá)到更好的定向性能，所述PDC鉆頭的刀翼末端設(shè)有O形栓釘，同時(shí)鉆頭采用淺內(nèi)錐中外錐輪廓，采用中高密度布齒結(jié)構(gòu)，采用雙排切削齒結(jié)構(gòu)。

所述O形栓釘?shù)膬啥藶榘肭蛐危虚g部分為圓柱形。

所述淺內(nèi)錐是指內(nèi)錐角為145~165度。

所述中外錐是指外錐高度大于鉆頭直徑的1/8,小于鉆頭直徑的3/8。

所述中高密度布齒設(shè)計(jì)，是指各PDC切削齒的最小布齒間距為2mm。

所述雙排切削齒結(jié)構(gòu)，是指每個(gè)刀翼上安裝有兩排PDC切削齒。

本實(shí)用新型的有益效果是：錐形保徑減小了保徑與井壁的接觸面積，進(jìn)而減小了摩擦力，提高了機(jī)械轉(zhuǎn)速，同時(shí)間接增大了排屑槽體積，更利于水力清洗。

所述O形栓釘?shù)膱A滑表面能減輕鉆頭的扭矩波動，使工具面更加平穩(wěn)。

所述淺內(nèi)錐中外錐鉆頭輪廓使鉆頭的冠部更趨向平滑，提高了鉆頭的導(dǎo)向性。

所述淺內(nèi)錐中外錐鉆頭輪廓使鉆頭的冠部更趨向平滑，提高了鉆頭的導(dǎo)向性。

所述中高密度布齒結(jié)構(gòu)降低了單個(gè)切削齒所承受的的鉆壓，增強(qiáng)了鉆頭的耐磨性。

所述雙排切削齒結(jié)構(gòu)限制了PDC切削齒切入巖石的深度，提高了鉆頭的使用安全性和抗沖擊性。

以上技術(shù)方案的組合綜合提高了鉆頭的定向性能。

圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為鉆頭輪廓結(jié)構(gòu)示意圖。

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

一種錐形保徑PDC鉆頭，包括鉆頭基體1、刀翼2、PDC切削齒3和排屑槽4，刀翼2位于鉆頭基體1冠部，PDC切削齒3位于刀翼2上，刀翼2間的槽狀空隙為排屑槽4。

所述刀翼2末端連接有錐形保徑6，與井壁接觸一面的寬度沿遠(yuǎn)離刀翼2的方向收斂，與排屑槽4相鄰的側(cè)面與鉆頭軸線間夾角為10～20度，錐形保徑6的長度小于50mm。上述結(jié)構(gòu)減小了保徑6與井壁的接觸面積，并擴(kuò)大了排屑槽4的體積。

為配合錐形保徑6達(dá)到更好的定向性能，所述PDC鉆頭的刀翼2末端設(shè)有O形栓釘5，同時(shí)鉆頭采用淺內(nèi)錐中外錐輪廓，采用中高密度布齒結(jié)構(gòu)，采用雙排切削齒結(jié)構(gòu)。

所述O形栓釘5的兩端為半球形，中間部分為圓柱形。

所述淺內(nèi)錐是指內(nèi)錐角為145~165度。

所述中外錐是指外錐高度大于鉆頭直徑的1/8,小于鉆頭直徑的3/8。

所述中高密度布齒設(shè)計(jì)，是指各PDC切削齒3的最小布齒間距為2mm。

所述雙排切削齒結(jié)構(gòu)，是指每個(gè)刀翼2上安裝有兩排PDC切削齒3。