[發(fā)明專利]切削齒含有流體通道的PDC鉆頭

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810465666.2
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108661563A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宏英;黃衍福;李世全;于興勝;羅西超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院有限公司;北京石油機(jī)械有限公司
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43;E21B10/60
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王春光

本發(fā)明為一種切削齒含有流體通道的PDC鉆頭；包括鉆頭本體和切削齒，鉆頭本體上布置多個(gè)切削齒，鉆頭本體上設(shè)置主通道，鉆頭本體上設(shè)置第一流體通道，第一流體通道與主通道連通設(shè)置，各切削齒上設(shè)置第二流體通道，第二流體通道和第一流體通道連通設(shè)置。該切削齒含有流體通道的PDC鉆頭具有自冷卻、自清洗功能，鉆頭的壽命得到延長，減少起下鉆次數(shù)和時(shí)間，可極大地提高一次下鉆的鉆井時(shí)長和鉆井進(jìn)尺，降低了作業(yè)勞動強(qiáng)度，大大降低鉆井成本，提高鉆井效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及應(yīng)用于石油天然氣鉆井領(lǐng)域，特別適合于高溫高壓井的鉆井作業(yè)，尤其涉及一種切削齒含有流體通道的PDC鉆頭。

背景技術(shù)

鉆井用鉆頭的失效多源于鉆頭上復(fù)合切削齒的過早磨損或碎裂；復(fù)合切削齒的磨損源于機(jī)械作用和熱效應(yīng)，二者雙重作用的疊加使得鉆頭后期切削能力顯著降低。磨損后的切削齒會出現(xiàn)大的磨損平面，切削邊由銳變鈍，切割能力下降。根據(jù)熱應(yīng)力分析表明，摩擦熱最集中的地方在磨損表面的中間，導(dǎo)致熱裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展，進(jìn)而導(dǎo)致了切削齒的失效，失去鉆進(jìn)能力。為此，提高切削齒的壽命可以有效提高鉆頭的壽命。同時(shí)，在鉆井過程中，由于巖屑不能及時(shí)有效排走，鉆井液和巖屑(泥砂)易形成泥餅包裹在鉆頭上，俗稱泥包，泥包的存在會降低鉆頭的切削能力，影響鉆速。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種切削齒含有流體通道的PDC鉆頭，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種切削齒含有流體通道的PDC鉆頭，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的切削齒易產(chǎn)生熱裂紋、鉆頭上易形成泥包等問題，該切削齒含有流體通道的PDC鉆頭具有自冷卻、自清洗功能，鉆頭的壽命延長，減少起下鉆次數(shù)和時(shí)間，可極大地提高一次下鉆的鉆井時(shí)長和鉆井進(jìn)尺，降低了作業(yè)勞動強(qiáng)度，大大降低鉆井成本，提高鉆井效益。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種切削齒含有流體通道的PDC鉆頭；包括鉆頭本體和切削齒，所述鉆頭本體上布置多個(gè)切削齒，所述鉆頭本體上設(shè)置主通道，所述鉆頭本體上設(shè)置第一流體通道，所述第一流體通道與所述主通道連通設(shè)置，各所述切削齒上設(shè)置第二流體通道，所述第二流體通道和所述第一流體通道連通設(shè)置。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，各所述切削齒內(nèi)設(shè)置貫通的切削齒透孔，各所述切削齒透孔的入口端與所述第一流體通道連通設(shè)置，各所述切削齒透孔的出口端位于各所述切削齒的切削端，各所述切削齒透孔構(gòu)成所述第二流體通道。

由上所述，本發(fā)明提供的切削齒含有流體通道的PDC鉆頭具有如下有益效果：

本發(fā)明的切削齒含有流體通道的PDC鉆頭中，設(shè)置向切削齒噴射鉆井液的第一流體通道和位于切削齒上的第二流體通道，鉆井過程中，在壓力作用下，部分鉆井液通過第一流體通道和第二流體通道流向切削齒的切削端，實(shí)現(xiàn)了切削齒的自冷卻、自清洗，有效提高切削齒的壽命，進(jìn)而提高鉆頭的壽命；自第二流體通道流出的鉆井液可以進(jìn)一步?jīng)_刷巖層，改變井底流場，避免鉆頭泥包的形成，進(jìn)一步提高鉆頭壽命，提高鉆井速度，減少起下鉆次數(shù)和時(shí)間，極大地提高一次下鉆的鉆井時(shí)長和鉆井進(jìn)尺，降低了作業(yè)勞動強(qiáng)度，大大降低鉆井成本，提高鉆井效益；本發(fā)明的切削齒含有流體通道的PDC鉆頭中，第二流體通道可以根據(jù)實(shí)際使用需求設(shè)置為多種結(jié)構(gòu)形式，有利于推廣使用。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1：為本發(fā)明的切削齒含有流體通道的PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2：為本發(fā)明的切削齒含有流體通道的PDC鉆頭的等軸測示意圖。

圖3：為本發(fā)明的含有圓柱通孔的圓柱形切削齒示意圖。

圖4：為本發(fā)明的含有圓錐通孔的圓柱形切削齒示意圖。

圖5：為本發(fā)明的含有螺旋圓柱通孔的圓柱形切削齒示意圖。