[發明專利]用于控制鉆頭扭矩的鉆頭裝置

在審

• 申請號: 201380056428.1
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN104769207A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: Z·瑪歐切;Z·克林克
• 申請（專利權）人: 哈里伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B10/44
• 分類號: E21B10/44;E21B10/56
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 丁曉峰

1.一種用于在地下地層中鉆探井眼的鉆頭，所述鉆頭包括：

多個切刀，所述多個切刀設置在所述鉆頭的接觸面處，所述切刀中的每一個具有切削面，所述切削面被布置成當所述鉆頭在鉆探所述井眼期間圍繞穿過所述接觸面的旋轉軸線旋轉時切入所述地層中，

其中位于所述鉆頭的量具部分內的切刀中的至少一個被機械加工以形成大致平坦表面，所述大致平坦表面與所述切刀的所述切削面相交并且限定所述切刀的所述切削面的切削刃。

2.根據權利要求1所述的鉆頭，其中具有所述大致平坦表面的至少一個切刀位于所述接觸面的中央區域中、鄰近所述軸線穿過所述接觸面的位置。

3.根據權利要求1或2所述的鉆頭，其中所述鉆頭包括鉆頭體，所述鉆頭體具有被布置成圍繞所述旋轉軸線旋轉的一個或多個刀片，所述多個切刀被設置在所述一個或多個刀片上。

4.根據權利要求3所述的鉆頭，其中所述一個或多個刀片的肩部從所述鉆頭的所述徑向最外側量具部分沿所述軸線的方向向前延伸，從而限定所述一個或多個刀片的最向前的鼻部，其中內錐形部分從所述鼻部向后延伸。

5.根據權利要求4所述的鉆頭，其中具有所述大致平坦表面的所述至少一個切刀位于至少所述內錐形部分中。

6.根據權利要求5所述的方法，其中在至少一個所述刀片的至少鼻部或肩部中的切刀中的至少一個或多個也被機械加工以形成大致平坦表面，所述大致平坦表面限定所述一個或多個切刀的所述切削面的切削刃。

7.根據前述權利要求中任一項所述的鉆頭，其中具有所述大致平坦表面的所述至少一個切刀安裝在所述鉆頭上，其中所述大致平坦表面大致朝向沿所述旋轉軸線的前向鉆探方向。

8.根據前述權利要求中任一項所述的鉆頭，其中具有所述大致平坦表面的所述至少一個切刀安裝在所述鉆頭上，其中所述大致平坦表面與所述鉆頭的所述接觸面大致平行。

9.根據前述權利要求中任一項所述的鉆頭，其中所述至少一個切刀的所述大致平坦表面局部地限定所述鉆頭的所述接觸面。

10.根據前述權利要求中任一項所述的鉆頭，其中所述鉆頭的所述接觸面是所述鉆頭的表面的一部分，所述部分在正被鉆探的井眼的未鉆探底表面處與所述地下地層的巖石面接觸。

11.根據前述權利要求中任一項所述的鉆頭，其中每個所述至少一個切刀的所述大致平坦表面被布置成充當用于控制在鉆探期間所述切刀在地下巖石地層中的切削深度的支承表面。

12.根據前述權利要求中任一項所述的鉆頭，其中所述至少一個切刀包括兩個或更多個切刀，每個切刀被機械加工以具有相應的大致平坦表面，所述大致平坦表面與所述切刀的所述切削面相交并且限定所述兩個或更多個切刀的所述切削面的所述切削刃。

13.根據權利要求12所述的鉆頭，其中所述兩個或更多個切刀的所述大致平坦表面被布置成協作來充當用于控制在鉆探期間那些切刀在地下巖石地層中的切削深度的支承表面。

14.根據權利要求12或13所述的鉆頭，其中所述兩個或更多個切刀的所述大致平坦表面相對于所述兩個或更多個切刀的相應切削面以不同的傾斜角度形成。

15.根據權利要求12、13或14所述的鉆頭，其中所述兩個或更多個切刀的所述大致平坦表面具有不同的表面積。

16.根據權利要求12、13、14或15所述的鉆頭，其中具有所述大致平坦表面的所述兩個或更多個切刀設置在所述鉆頭的所述接觸表面處，以便在所述鉆頭在鉆探期間旋轉時，所述切刀的所述相應切削面在正被鉆探的井眼的未鉆探底表面處、以相對于每個切刀的切削方向的不同傾斜角度與所述地下地層的巖石面接合。

17.根據前述權利要求中任一項所述的鉆頭，其中所述機械加工的大致平坦表面是通過從切刀磨削或切削材料形成的，所述切刀選自由以下各項組成的組：PDC切刀、TSP切刀、以及其它超研磨切刀。

18.根據前述權利要求中任一項所述的鉆頭，其中所述多個切刀中的至少一個另外的切刀位于所述接觸面的所述量具部分內并且形成為不具有限定所述切刀的所述切削面的所述切削刃的機械加工的大致平坦表面。