[發(fā)明專利]一種抗回旋反向后排齒鉆頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610578929.1
• 申請日: 2016-07-21
• 公開（公告）號: CN106014265B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋躍;彭靜濤
• 申請（專利權(quán)）人: 四川川石金剛石鉆頭有限公司
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43;E21B10/46
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司51120
• 代理人: 賴純清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油、地質(zhì)用的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆頭，特別涉及深井和硬地層用的鉆進(jìn)鉆頭，具體的說，是一種抗回旋反向后排齒鉆頭。

背景技術(shù)

目前，在石油、地質(zhì)等領(lǐng)域使用PDC齒作為切削齒的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆頭(簡稱PDC鉆頭)很廣泛。PDC鉆頭具有機(jī)械鉆速高，鉆頭進(jìn)尺壽命長等優(yōu)點(diǎn)。由于在深井和硬地層鉆井過程中，鉆桿太長，發(fā)生扭曲，在鉆遇硬地層時，鉆頭要發(fā)生回旋，直接降低了鉆頭的攻擊力，并且可能對鉆頭造成傷害，從而過早損壞鉆頭，嚴(yán)重影響鉆井速度。為了解決這一難題，各大鉆頭公司嘗試了很多方法，包括使用扭力沖擊器、抗回旋保徑等；配合扭力沖擊器使用，讓鉆頭來回高速旋轉(zhuǎn)或者軸向來回伸縮，其目的就是降低鉆頭回旋，從而提高鉆井速度，缺點(diǎn)就是工具成本太高，而且技術(shù)性很強(qiáng)，不能普及；抗回旋保徑鉆頭設(shè)計效果不明顯。現(xiàn)在鉆頭回旋問題就是PDC鉆頭普遍存在又沒有解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的難題，提供一種新型的鉆頭結(jié)構(gòu)，解決鉆頭回旋問題。其技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種抗回旋反向后排齒鉆頭，該鉆頭包括前排PDC切削齒、鉆頭本體、接頭、刀翼、規(guī)徑、噴嘴和排屑槽，鉆頭本體與接頭相連接，接頭與鉆桿連接，鉆頭本體內(nèi)嵌有數(shù)個噴嘴，鉆頭本體上均勻固定數(shù)個刀翼，在每個刀翼上釬焊若干個前排PDC切削齒，兩個相鄰刀翼之間形成排屑槽，與接頭相接外徑最大處為規(guī)徑，其關(guān)鍵技術(shù)是在每個刀翼背面加一定數(shù)量的反向后排齒。

所述反向后排齒的大小范圍為Ф8mm-Ф16mm。

所述反向后排齒和相應(yīng)的前排PDC切削齒同半徑，二者距離5-10mm。

所述反向后排齒的仰角為10°-30°。

在所述每個刀翼上設(shè)置2-16個反向后排齒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：

1、在深井和硬地層鉆井中，常規(guī)后排齒設(shè)計只是前排齒的一個補(bǔ)充，當(dāng)前排齒損壞時，后排齒參與切削，和前排齒是一樣的功能。本發(fā)明在每個刀翼背后加一定數(shù)量的反向后排齒，增加了反向的切削齒，反向后排齒的切削方向和前排齒的切削方向相反，只要有鉆頭回旋情況發(fā)生，反向后排齒就參與工作，能有效減少鉆頭回旋，能夠減少對鉆井有害的反向回旋力，并轉(zhuǎn)化為對鉆井有益的切削力，幫助破巖，提高鉆頭機(jī)械鉆速，從而提高鉆井速度，節(jié)約鉆井周期。

2、本發(fā)明的反向后排齒和相應(yīng)的前排PDC切削齒同半徑，二者距離5-10mm，結(jié)構(gòu)簡單，在保證能夠充分放置反向后排齒的情況下，使其占用空間達(dá)到最小，因而使得本發(fā)明的結(jié)構(gòu)緊湊，不會導(dǎo)致刀翼內(nèi)部空虛，不影響刀翼強(qiáng)度，并且能夠在現(xiàn)有的鉆頭廠家的同向雙排齒的設(shè)計上進(jìn)行小的改動，避免了因小改動而重復(fù)設(shè)計和制造整個鉆頭，減少鉆頭廠家設(shè)計和制造成本，因而本發(fā)明成本低。

3、本發(fā)明反向后排齒的仰角為10°-30°，反向后排齒在這個角度范圍的切削力大，抗回旋效果最好，保證鉆頭的攻擊力，保證鉆頭的高機(jī)械鉆速，延長鉆頭進(jìn)尺壽命，提高了鉆井速度。

4、本發(fā)明設(shè)計很靈活，能夠根據(jù)深井和硬地層的地層和巖性的實(shí)際情況來調(diào)節(jié)反向后排齒的大小和數(shù)量，反向后排齒的大小范圍為Ф8mm-Ф16mm，每個鉆頭刀翼上設(shè)置2-16個反向后排齒，以最大限度增加反向切削力，降低鉆頭回旋，保證鉆頭的攻擊力，減少對鉆頭造成傷害，從而保護(hù)鉆頭、提高鉆井速度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明鉆頭本體與接頭連接示意圖；

圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明前排PDC切削齒及反向后排齒切削狀態(tài)圖。

圖中附圖標(biāo)記：

1—前排PDC切削齒；2—鉆頭本體；3—接頭；4—刀翼；5—規(guī)徑；6—反向后排齒；7—噴嘴；8—排屑槽；9—巖石。

具體實(shí)施方式

參見圖1-圖2，本發(fā)明提供一種抗回旋反向后排齒鉆頭，該鉆頭包括前排PDC切削齒1、鉆頭本體2、接頭3、刀翼4、規(guī)徑5、噴嘴7和排屑槽8，鉆頭本體2與接頭3相連接，接頭3與鉆桿連接，鉆頭本體2內(nèi)嵌有數(shù)個噴嘴7，鉆頭本體2上均勻固定數(shù)個刀翼4，在每個刀翼4上釬焊若干個前排PDC切削齒1，兩個相鄰刀翼4之間形成排屑槽8，與接頭3相接外徑最大處為規(guī)徑5，其關(guān)鍵技術(shù)是在每個鉆頭刀翼4背面加一定數(shù)量的反向后排齒6，根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)節(jié)反向后排齒6的大小和數(shù)量，反向后排齒6的大小范圍為Ф8mm-Ф16mm，每個鉆頭刀翼4上設(shè)置2-16個反向后排齒6。反向后排齒6和相應(yīng)的前排PDC切削齒1同半徑，二者距離5-10mm，反向后排齒6的仰角為10°-30°。