[實用新型]一種抗礫石鉆頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420815927.6
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN204476288U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設計）人: 周斌;王軍平;刁建波;黃文巖
• 申請（專利權）人: 泰州市寶銳石油設備制造有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本實用新型公開了一種抗礫石鉆頭，屬于井下動力工具領域。

背景技術

PDC鉆頭具有較高的機械鉆速、較長的使用壽命，適合鉆進軟到中硬的均質(zhì)地層，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應用，現(xiàn)己成為現(xiàn)場使用最多的鉆頭。但是PDC鉆頭對地層條件敏感性強，當在礫巖地層鉆進時，切削齒容易受到較大的沖擊載荷發(fā)生崩齒而失去切削能力，導致鉆頭進尺低不能有效鉆穿礫巖層段，常規(guī)PDC鉆頭甚至鉆進幾米就發(fā)生損壞而不得不起出PDC鉆頭。目前現(xiàn)場應用中，鉆遇該地層一般先用PDC鉆頭鉆穿上部砂巖地層，然后換成牙輪鉆頭鉆穿礫巖層段，再換回PDC鉆頭繼續(xù)鉆礫巖以下地層，頻繁的起下鉆嚴重增加了鉆井時間，而且牙輪鉆頭鉆井效率低且抗磨損能力差，在礫巖中的鉆井效率低鉆井時間長，大大增加了鉆井成本。

長期以來，國內(nèi)外學者在PDC鉆頭方面進行了積極的探索，提出了很多改進方法。例如優(yōu)化冠部形狀，采用多重布齒結(jié)構(gòu)，增加抗渦動設計，研制新型復合片材料等方面提高鉆頭的工作性能，延長使用壽命。這些方法對PDC鉆頭技術的發(fā)展起到了積極的推動作用，但都不能從根本上解決PDC鉆頭對該地層適應性的問題。因此，突破傳統(tǒng)思維方式，從新的角度對鉆頭各項參數(shù)進行研究，研制出一種適合含礫地層鉆進的復合鉆頭是鉆頭技術發(fā)展的需要，是目前整個鉆井技術體系的需要，是提高鉆井綜合經(jīng)濟效益的需要。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種破礫石巖層能力強的鉆頭。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種抗礫石鉆頭，包括鉆頭體和刀翼，鉆頭體的冠部由第一直線段、平圓弧段和第二直線段組成，所述第一直線段安裝球形齒，平圓弧段安裝勺型齒和錐形齒，第二直線段安裝金剛石復合片。

作為本實用新型的進一步改進，所述鉆頭體上設有7個噴嘴，噴嘴與刀翼之間形成排屑槽。

作為本實用新型的進一步改進，所述刀翼設有5片。

采用上述結(jié)構(gòu)，其有益效果在于：采用該抗礫石鉆頭，克服了傳統(tǒng)PDC鉆頭崩齒，使用壽命短的問題。?

鉆頭體上的冠部結(jié)構(gòu)采用直線-平圓弧-直線的結(jié)構(gòu)，分離內(nèi)錐和外錐作用職能，內(nèi)錐齒側(cè)重于壓入剪切破碎保證鉆進機速，而外錐齒側(cè)重于提高鉆頭的抗沖擊性。內(nèi)錐的長度決定了鉆頭鉆進效率，由于PDC鉆頭的崩齒主要發(fā)生在外錐區(qū)，所以內(nèi)錐直線段采用金剛石復合片齒在不影響鉆頭使用壽命的前提下保證了鉆進機速。外錐區(qū)由勺形齒作為主切削齒，錐形齒作為保徑齒。勺形齒不僅利于旋轉(zhuǎn)切削還能夠承受較大的沖擊載荷，錐形齒能夠承受由于鉆頭橫向振動產(chǎn)生的徑向沖擊力。端面圓弧平滑過渡減少了由于應力突變加重切削齒磨損的幾率，提高了鉆頭使用壽命。鉆頭體上采用7個小直徑水眼，增加鉆頭壓降，提高水力輔助破巖能力，保護鉆頭，從而提高鉆進效率。外直線段密布球形齒，增大鉆頭與井壁的接觸面積，提高鉆頭穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本實用新型抗礫石鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型抗礫石鉆頭的冠部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型抗礫石鉆頭的勺型齒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型抗礫石鉆頭的金剛石復合片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型抗礫石鉆頭的錐形齒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實用新型抗礫石鉆頭的球形齒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-鉆頭體，2-刀翼，3-勺型齒，4-金剛石復合片，5-噴嘴，6-排屑槽，7-錐形齒，8?-球形齒。

1-1-直線段，1-2-平圓弧段，1-3-直線段。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。

如圖1-6所示，一種抗礫石鉆頭，包括鉆頭體1和刀翼2，所述鉆頭體1的冠部由第一直線段1-1、平圓弧段1-2和第二直線段1-3組成，所述第一直線段1-1安裝球形齒8，平圓弧段1-2安裝勺型齒3和錐形齒7，第二直線段1-3安裝金剛石復合片4，所述鉆頭體1上設有7個噴嘴5，噴嘴5與刀翼2之間形成排屑槽6，所述刀翼2設有5片。