[發(fā)明專利]具有釋放特征的切削元件凹窩在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710229883.7 | 申請日： | 2017-04-10 |
| 公開（公告）號： | CN107476766A | 公開（公告）日： | 2017-12-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張普生;R.克里什納默西;H.阿爾巴 | 申請（專利權(quán)）人： | 史密斯國際有限公司 |
| 主分類號： | E21B10/08 | 分類號： | E21B10/08;E21B10/26;E21B10/43 |
| 代理公司： | 北京市柳沈律師事務(wù)所11105 | 代理人： | 盧亞靜 |
| 地址： | 美國德*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 釋放 特征 切削 元件 | ||
相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求于2016年4月8日提交的且名稱為“Cutting Element Pocket with Front Relief Groove”的美國專利申請?zhí)?2/320,045以及于2016年4月8日提交的且名稱為“Cutting Element with Base Relief Groove”的美國專利申請?zhí)?2/320,076的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)。前述申請中的每一個以引用的方式整體并入本文。
發(fā)明背景
出于各種勘探或開采目的，可以在地面位置或海床中鉆探井筒。例如，可以鉆探井筒來接近存儲在地下地層中的流體，諸如液體和氣態(tài)烴并且從地層開采流體。用于生產(chǎn)或開采流體的井筒可以在井筒壁周圍襯有套筒。可以部分根據(jù)在其中鉆探井筒的地層的特征來利用各種鉆井方法和工具。
在井筒的創(chuàng)建、維護、擴展和報廢中，鉆井系統(tǒng)可以使用各種鉆頭。鉆頭包括鉆探鉆頭、銑刀、擴孔器、開孔器以及其他切削工具。一些鉆頭采用由鉆頭的主體固持的切削元件。切削元件可以包括比鉆頭的主體更硬或更耐磨的材料。切削元件通過摩擦、釬焊、焊接或機械緊固件而緊固在主體中的凹窩內(nèi)。
在鉆井系統(tǒng)的操作期間，鉆頭會經(jīng)受整個主體和切削元件中產(chǎn)生的力和振動。主體和切削元件兩者之上的力和振動會使凹窩中的切削元件出現(xiàn)松動、損壞凹窩處或其附近的主體、損壞凹窩中介于切削元件與主體之間的釬焊或其他材料，或者以其他方式危害切削元件在鉆頭中的存留、或鉆頭自身的完整性。
發(fā)明內(nèi)容
在一些實施方案中，鉆頭包括鉆頭主體和切削面，所述切削面形成鉆頭主體的一部分或以其他方式聯(lián)接至所述鉆頭主體。切削面包括具有凹窩的表面。凹窩完全或部分由后壁和側(cè)壁限定。所述凹窩在凹窩與表面的界面處包括釋放開口，并且在凹窩的周邊的至少75％周圍延伸。
根據(jù)一些實施方案，鉆頭包括鉆頭主體和從鉆頭主體延伸的刀片。刀片具有其中帶有頂部凹窩的面向地層的表面。刃片定位在頂部凹窩中。頂部凹窩至少部分由后壁和側(cè)壁限定，并且包括釋放開口，所述釋放開口至少部分在頂部凹窩的周邊周圍，在面向地層的表面與側(cè)壁之間的界面處延伸。
在另外的實施方案中，制造鉆頭的方法包括形成具有切削面的鉆頭主體，所述切削面具有面向地層的表面。頂部凹窩處于面向地層的表面和切削面中，并且由后壁和側(cè)壁限定。將刃片放置到頂部凹窩中并且將其釬焊到適當(dāng)?shù)奈恢谩＝档豌@頭主體和刃片的溫度，這會使切削面以大于刃片的速率熱收縮。用應(yīng)力釋放開口減少切削面中的應(yīng)力集中，所述應(yīng)力釋放開口處于頂部凹窩的周邊周圍，并且位于面向地層的表面與側(cè)壁之間的界面處。
在一些實施方案中，鉆頭包括鉆頭主體和從鉆頭主體延伸的刀片。刀片具有至少部分由后壁和側(cè)壁限定的凹窩。一個或多個凹窩在側(cè)壁或后壁中包括環(huán)形應(yīng)力釋放元件。將刃片釬焊到具有環(huán)形應(yīng)力釋放元件的凹窩中。
附加實施方案包括鉆頭，所述鉆頭具有鉆頭主體，所述鉆頭主體具有表面和所述表面中的凹窩。凹窩至少部分由側(cè)壁和后壁限定，并且具有凹窩深度和凹窩寬度。鉆頭主體還包括在后壁與側(cè)壁的界面處的釋放凹部。釋放凹部具有凹部深度和凹部寬度。鉆頭主體還在側(cè)壁與表面的界面處包括釋放開口。釋放開口至少部分在凹窩的周邊周圍延伸，并且具有開口深度和開口橫向延伸。
在一些實施方案中，鉆頭包括鉆頭主體和從鉆頭主體延伸的刀片。刀片包括具有凹窩的表面。凹窩由側(cè)壁和后壁限定，并且釋放凹部形成在側(cè)壁與后壁之間。釋放凹部具有延伸超出凹窩的凹窩深度的深度。
在一些實施方案中，鉆頭包括鉆頭主體、從鉆頭主體延伸的刀片和切削元件。切削元件定位在刀片中的刃面凹窩中。刃面凹窩處于刀片的前向表面中，并且由側(cè)壁和后壁限定。凹窩在后壁與側(cè)壁之間包括釋放凹部。釋放凹部定位在后壁與側(cè)壁之間，并且釋放凹部具有延伸超出刃面凹窩的凹窩深度的深度。
在另外的實施方案中，制造鉆頭的方法包括形成鉆頭主體，其中刀片從所述鉆頭主體延伸。刀片包括其中具有刃面凹窩的前向表面。將切削元件放置在刃面凹窩中并且將其釬焊在其中。降低刀片和切削元件的溫度，這會使刀片以大于切削元件的速率熱收縮。使用刃面凹窩的底部處的應(yīng)力釋放凹部來減少刀片中的應(yīng)力集中。
本發(fā)明內(nèi)容被提供用來介紹具體實施方式中進一步描述的一些概念，并且既不旨在標(biāo)識要求保護的主題的關(guān)鍵或必要特征，也不旨在用來幫助限制要求保護的主題的范圍。以下描述中將闡述本公開的實施方案的附加特征和方面。這些和其他特征根據(jù)以下描述和隨附權(quán)利要求將變得更加徹底清楚明白，或者可以通過實踐如本文所述的這類實施方案來了解。
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