[實(shí)用新型]一種兩級切削PDC鉆頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721728387.8
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN207795064U
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂關(guān)富;江詩貴;董正文;徐濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化江鉆石油機(jī)械有限公司;中石化石油機(jī)械股份有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46;E21B10/60
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

本實(shí)用新型涉及一種兩級切削PDC鉆頭，包括有鉆頭體，鉆頭體上沿周向間隔設(shè)置有刀翼，刀翼上沿內(nèi)錐、鼻部、肩部和保徑段安設(shè)固定切削齒，所述刀翼上內(nèi)錐、鼻部和肩部的固定切削齒由內(nèi)到外排列布設(shè)，覆蓋整個(gè)井底，形成固定切削齒的切削輪廓包羅線，其特征在于所述刀翼上內(nèi)錐、鼻部和肩部的所有固定切削齒分別組成兩組對應(yīng)的固定切削齒，并形成兩條相間隔的切削輪廓包絡(luò)線，兩條切削輪廓包絡(luò)線一高一低。本實(shí)用新型能適應(yīng)砂巖與致密泥巖互層的鉆進(jìn)，既可保證機(jī)械鉆速又能保持鉆頭的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種兩級切削PDC鉆頭，屬于石油及地質(zhì)鉆井鉆頭技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

PDC鉆頭是現(xiàn)在石油及地質(zhì)鉆井廣泛采用的鉆頭，隨著復(fù)合片材料進(jìn)步及切削結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，其適用范圍越來越廣，鉆鑿進(jìn)尺比例越來越高。PDC鉆頭一般采用剪切方式來破碎巖石，當(dāng)PDC鉆頭工作時(shí)，切削元件復(fù)合片在鉆壓和扭矩的作用下克服地層應(yīng)力切入地層并向前滑動，巖石在復(fù)合片切削齒的作用下沿其剪切方向破碎并產(chǎn)生塑性流動，切削所產(chǎn)生的巖屑呈大塊片狀。隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)有的PDC鉆頭適應(yīng)的地層越來越多，同一趟鉆進(jìn)過程中要求穿越的地層也越來越多，使用者期望對不同的地層均能保證在較快的機(jī)械鉆速的同時(shí)也能保證使用壽命。實(shí)際鉆井過程中，有些情況下，地層變化比較頻繁，常會遇到致密泥巖與砂巖互層。常規(guī)針對砂巖設(shè)計(jì)的PDC鉆頭在鉆遇砂巖時(shí)比較快，但在鉆遇致密泥巖時(shí)，機(jī)械鉆速就比較慢。而針對泥巖設(shè)計(jì)的PDC鉆頭，雖然鉆遇泥巖時(shí)候速度快，但鉆遇砂巖時(shí)會磨損較快，鉆頭壽命短。而采用不同底層頻繁更換鉆頭的方式將會大大降低鉆井的工效。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針?biāo)鉀Q的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種兩級切削PDC鉆頭，它能適應(yīng)砂巖與致密泥巖互層的鉆進(jìn)，既可保證機(jī)械鉆速又能保持鉆頭的使用壽命。

本實(shí)用新型為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：包括有鉆頭體，鉆頭體上沿周向間隔設(shè)置有刀翼，刀翼上沿內(nèi)錐、鼻部、肩部和保徑段安設(shè)固定切削齒，所述刀翼上內(nèi)錐、鼻部和肩部的固定切削齒由內(nèi)到外排列布設(shè)，覆蓋整個(gè)井底，形成固定切削齒的切削輪廓包羅線，其特征在于所述刀翼上內(nèi)錐、鼻部和肩部的所有固定切削齒分別組成兩組對應(yīng)的固定切削齒，并形成兩條相間隔的切削輪廓包絡(luò)線，兩條切削輪廓包絡(luò)線一高一低。

按上述方案，所述的兩條相間隔的切削輪廓包絡(luò)線相差間距L為0.2~2mm。

按上述方案，所述的兩條切削輪廓包絡(luò)線平行間隔。

按上述方案，所述的刀翼為3~8個(gè)，刀翼間安設(shè)有噴嘴。

按上述方案，所述的固定切削齒為金剛石復(fù)合片。

按上述方案，所述的固定切削齒齒形為圓柱形、橢圓柱形，或端面凸棱形。

本實(shí)用新型的有益效果在于：1、在鉆遇致密泥巖時(shí)，由于其速度相對較慢，故其單圈吃深較小，小于L，因此與地層接觸的切削齒主要為高度較高的第一條切削輪廓包絡(luò)線相切的切削齒，由于相對布齒密度低，有較大的齒間距，使其能夠在鉆遇致密地層時(shí)，能夠保證足夠的攻擊性，提高鉆頭機(jī)械鉆速；2、在鉆頭鉆遇吃入性好的砂巖或其他研磨性地層時(shí)，由于其速度相對較快，故其單圈吃深相對較大，鉆進(jìn)時(shí)所有切削齒全部吃入地層，保證鉆頭的足夠的耐磨能力，提高鉆頭使用壽命。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的立體圖。

圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中切削輪廓包絡(luò)線的示意圖。

圖3為本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的立體圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。