[實用新型]一種復(fù)合式PDC鉆頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420487875.4
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN204024482U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧濤;劉明;張路林;王德斌;王永清;張小顏;肖瑋;張麗薇
• 申請（專利權(quán)）人: 鄧濤
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種PDC鉆頭，尤其涉及一種復(fù)合式PDC鉆頭。

背景技術(shù)

由于PDC鉆頭具有效率高、壽命長等特點，所以被廣泛應(yīng)用于鉆探行業(yè)，例如石油天然氣的開發(fā)鉆井等。隨著時間的推移，人們逐漸向地質(zhì)更加復(fù)雜的區(qū)域邁進，找出含有能源的地層來開發(fā)，以滿足人類日益增加的能源需求。面對復(fù)雜的地層結(jié)構(gòu)，普通的鉆頭根本難以達到預(yù)想的地層深度。在這樣的情況下，對于PDC鉆頭的性能要求就越來越高。目前的PDC鉆頭主要有自由式布齒和刀翼式布齒兩種，但是兩種PDC鉆頭適合的地層偏軟，對于較硬地層的鉆進工作，鉆頭損毀嚴重，需要經(jīng)常更換，影響了工程進度，同時也大大增加了產(chǎn)品的開采成本。對于大部分的鉆頭來說，為了增加PDC鉆頭的強度，通常是增加刀翼數(shù)量，但是這種改變隨之產(chǎn)生的便是進尺變小，排屑能力變差，泥包現(xiàn)象嚴重；還有就是采用更加耐磨的天然金剛石為材料，來提高鉆頭的性能，這種方法雖然使鉆頭的性能提高很多，但是費用卻非常高，同樣增加了開采成本。

綜上所述，開發(fā)一種經(jīng)濟、性能良好的新型鉆頭是鉆探行業(yè)急需的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合式PDC鉆頭，本實用新型適合軟硬夾雜的復(fù)雜地形，強度大，可快速鉆進，排屑快速充分，避免了泥包現(xiàn)象，可大幅提高PDC鉆頭的可靠性，降低開采成本。

本實用新型的技術(shù)解決方案是：一種復(fù)合式PDC鉆頭，包括鉆頭基體、刀翼、PDC復(fù)合片、TSP切削齒，所述刀翼包括主刀翼和副刀翼，所述主刀翼為四個，所述主刀翼呈“L”形，所述PDC復(fù)合片安裝于所述主刀翼上，所述TSP切削齒孕鑲在所述主刀翼上，所述TSP切削齒位于所述PDC復(fù)合片后端，所述副刀翼有四個，所述副刀翼呈“D”形，所述副刀翼安裝有所述PDC復(fù)合片。

進一步地，所述主刀翼及副刀翼均勻分布于所述鉆頭基體上。

進一步地，所述PDC復(fù)合片與所述鉆頭基體軸線垂直面成預(yù)設(shè)的角度。

進一步地，所述TSP切削齒低于所述PDC復(fù)合片0～2毫米。

進一步地，本發(fā)明所述一種復(fù)合式PDC鉆頭還包括噴嘴、排屑槽和保徑齒，所述噴嘴分布于所述刀翼兩側(cè)，所述保徑齒孕鑲在所述鉆頭基體側(cè)面。

進一步地，所述鉆頭基體內(nèi)設(shè)有空腔，所述空腔與所述噴嘴相通。

本實用新型的優(yōu)點在于所述PDC復(fù)合片分布合理，占用空間少。所述TSP切削齒與所述PDC復(fù)合片相互配合、支撐，增加了PDC鉆頭的整體耐磨性能，同時大大減輕排屑阻力，減少了泥包現(xiàn)象的發(fā)生。本實用新型的優(yōu)點還在于可應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)，大幅提高在鉆井工作的效率。本實用新型的優(yōu)點還在于刀翼形狀設(shè)計合理，數(shù)量適中，極大的提高了鉆頭的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1本實用新型鉆頭基體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

一種復(fù)合式PDC鉆頭，如圖1所示：包括鉆頭基體1、刀翼2、PDC復(fù)合片3、TSP切削齒4。所述刀翼還包括主刀翼201和副刀翼202，為使布局合理便于排屑，所述主刀翼201有四個，所述主刀翼201呈“L”形，增加了抗沖擊性能。所述主刀翼上設(shè)有一排PDC復(fù)合片和一排TSP切削齒，所述TSP切削齒孕鑲在所述主刀翼上。所述TSP切削齒位于PDC復(fù)合刀片后端，所述副刀翼202有四個，所述副刀翼202呈“D”形，所述副刀翼202上設(shè)有一排PDC復(fù)合片，增加了刀翼的抗扭性能，保證主刀翼201及副刀翼202相互配合工作，也起了一定的支撐作用。所述刀翼2均勻分布于所述鉆頭基體1上。所述PDC復(fù)合片3與所述鉆頭基體1軸線垂直面成預(yù)設(shè)的角度，更加有效的對巖層進行破碎。所述主刀翼201上的TSP切削齒4低于所述PDC復(fù)合3為1毫米的距離，保證TSP切削齒發(fā)揮性能。本實用新型還包括噴嘴5、排屑槽6和保徑齒7，所述噴嘴5分布于所述刀翼2兩側(cè)，所述保徑齒7孕鑲在所述鉆頭基體1側(cè)面，所述鉆頭基體1內(nèi)設(shè)有空腔，并與所述噴嘴5相通，噴嘴5噴出的高壓水可以及時清理巖屑，保徑齒7保證鉆頭更加耐磨。

本實用新型工作時，隨著鉆頭基體1的旋轉(zhuǎn)，PDC復(fù)合片3在偏軟地層發(fā)揮作用，當遇到偏硬地層時，PDC復(fù)合片3發(fā)生一定磨損。此時，TSP切削齒4暴露，開始對偏硬地層進行破碎。噴嘴5不斷噴出高壓水，及時將巖屑順著排屑槽6排出。保徑齒7在旋轉(zhuǎn)過程中發(fā)揮保徑作用，由于PDC復(fù)合片3和TSP切削齒4的組合，從而保證可以在軟硬夾雜的地層結(jié)構(gòu)中高速、連續(xù)進行鉆井工作。