[實用新型]具有多級破碎功能的PDC鉆頭

有效

• 申請號: 201920052350.0
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN209308635U
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 王平;周苗苗
• 申請（專利權）人: 成都百施特金剛石鉆頭有限公司
• 主分類號: E21B10/32
• 分類號: E21B10/32;E21B10/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種具有多級破碎功能的PDC鉆頭，包括接頭、基體以及由后向前依次設置在基體上的擴眼機構和領眼鉆頭，基體的后端與接頭連接，擴眼機構的外徑大于領眼鉆頭的外徑，擴眼機構包括擴眼保徑塊和擴眼刀翼，擴眼保徑塊設于基體上，擴眼刀翼設于擴眼保徑塊上；領眼鉆頭包括領眼保徑塊和領眼刀翼，領眼保徑塊設于基體上，領眼刀翼設于領眼保徑塊上，擴眼刀翼和領眼刀翼上分別設有PDC切削齒。本實用新型采用多級保徑塊、刀翼和PDC切削齒構成的機構，并將多級機構的外徑設計為前部機構小于后部機構，最前面的領眼鉆頭的外徑小于預定井眼的直徑，領眼鉆頭承壓面積更小，在相同的鉆井參數條件下，領眼鉆頭更容易吃入地層，有利于提高鉆井效率。

技術領域

本實用新型涉及一種鉆井用的PDC鉆頭，尤其涉及一種具有多級破碎功能的PDC鉆頭。

背景技術

PDC(即聚晶金剛石復合片)鉆頭是石油天然氣開發鉆井的重要工具，其基本結構包括接頭、基體、刀翼、切削齒，基體的后部與接頭連接，一般一體成型，也可以焊接連接，基體的前部設有保徑段，多個刀翼圍繞設于基體的前端上，多個切削齒設于刀翼上，基體的前端位于其中兩個相鄰刀翼之間的位置設有與內部的水眼孔連通的噴嘴，用于向切削齒部分噴射鉆井液。

PDC鉆頭的使用性能直接影響石油天然氣的開發成本，PDC鉆頭保持長的使用壽命和高的機械鉆速將大幅減少鉆井過程中的起下鉆次數，縮短建井周期，降低鉆井綜合成本。

鉆井過程中，PDC鉆頭在鉆壓和扭矩的雙重作用下吃入并刮切地層，這種破巖機理導致其在軟至中硬地層中具有很高的破巖效率，且相比牙輪鉆頭具有更長的使用壽命，相比天然金剛石鉆頭、孕鑲金剛石鉆頭具有更低的加工及應用成本，這也是PDC鉆頭能夠得到推廣并在石油鉆井中占據主導地位的主要原因。但是在一些較硬的地層如膠結致密的泥質砂巖、砂質泥巖中，地層堅硬致密抗壓強度高，PDC鉆頭難以有效吃入地層且易發生沖擊損壞，影響了PDC鉆頭在此類地層的使用效果和推廣應用。隨著油氣資源勘探開發向地層深部的發展，需要應對的硬地層鉆進越來越多，通過創新推動新型鉆頭的出現以匹配硬地層鉆井的需要顯得越來越迫切。

實用新型內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種具有多級破碎功能的PDC鉆頭。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

一種具有多級破碎功能的PDC鉆頭，包括接頭和基體，所述基體的后端與所述接頭連接，所述具有多級破碎功能的PDC鉆頭還包括由后向前依次設置在所述基體上的擴眼機構和領眼鉆頭，所述擴眼機構的外徑大于所述領眼鉆頭的外徑，所述擴眼機構包括擴眼保徑塊和擴眼刀翼，所述擴眼保徑塊設于所述基體上，所述擴眼刀翼設于所述擴眼保徑塊上；所述領眼鉆頭包括領眼保徑塊和領眼刀翼，所述領眼保徑塊設于所述基體上，所述領眼刀翼設于所述領眼保徑塊上，所述擴眼刀翼和所述領眼刀翼上分別設有PDC切削齒。

根據需要，所述基體上位于相鄰兩個所述擴眼刀翼之間的位置以及相鄰兩個所述領眼刀翼之間的位置分別設有與內部的水眼孔連通的噴嘴。基體上位于相鄰兩個擴眼刀翼之間的位置也可以不設置噴嘴。

進一步，所述具有多級破碎功能的PDC鉆頭還包括設于所述基體上并位于所述擴眼機構和所述領眼鉆頭之間的預擴眼機構，所述預擴眼機構的外徑大于所述領眼鉆頭的外徑且小于所述擴眼機構的外徑，所述預擴眼機構包括預擴眼保徑塊和預擴眼刀翼，所述預擴眼保徑塊設于所述基體上，所述預擴眼刀翼設于所述預擴眼保徑塊上，所述預擴眼刀翼上設有所述PDC切削齒。

本實用新型的有益效果在于：