[發(fā)明專利]一種井底應(yīng)力誘導(dǎo)卸荷鉆頭及其提高鉆井速度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010423341.5
• 申請(qǐng)日: 2020-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111608589B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬廣軍;劉永旺;路保平;王志遠(yuǎn);柯珂;張洪寧;玄令超;王恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中石化石油工程技術(shù)研究院有限公司;中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): E21B10/36
• 分類號(hào): E21B10/36;E21B10/38;E21B17/04
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建

1.一種井底應(yīng)力誘導(dǎo)卸荷鉆頭，其特征是：包括鉆頭體（2）、支撐塊（7）、彈簧（6）、應(yīng)力卸荷齒母體（5）和應(yīng)力卸荷齒（4），所述支撐塊（7）、彈簧（6）、應(yīng)力卸荷齒母體（5）均安裝于鉆頭體（2）的肩部的專用安裝孔（204）內(nèi)，所述應(yīng)力卸荷齒（4）安裝于應(yīng)力卸荷齒母體（5）之上，并且位于鉆頭體（2）外側(cè)；所述彈簧（6）安裝于應(yīng)力卸荷齒母體（5）靠近鉆頭體內(nèi)部一側(cè)，且位于支撐塊（7）與應(yīng)力卸荷齒母體（5）之間；所述應(yīng)力卸荷齒母體（5）和應(yīng)力卸荷齒（4）的結(jié)合體可以相對(duì)于彈簧軸線方向滑動(dòng)；所述專用安裝孔（204）位于鉆頭體的肩部；所述鉆頭體（2）的鉆頭刀翼（202）外側(cè)設(shè)有鉆頭切削齒（203），所述應(yīng)力卸荷齒（4）的伸出長(zhǎng)度大于鉆頭切削齒（203）的伸出長(zhǎng)度；所述專用安裝孔（204）貫穿鉆頭鋼體，專用安裝孔（204）軸線垂直于鉆頭肩部的切線；專用安裝孔（204）靠近鉆頭外部直徑小于靠近鉆頭內(nèi)側(cè)直徑，專用安裝孔（204）靠近鉆頭鉆井液腔一側(cè)帶有螺紋；

另外，采用所述井底應(yīng)力誘導(dǎo)卸荷鉆頭實(shí)現(xiàn)提高鉆井速度方法，包括以下步驟：

1）所述井底應(yīng)力誘導(dǎo)卸荷鉆頭下入井底，應(yīng)力卸荷齒（4）優(yōu)先接觸井底，在鉆壓及扭矩的作用下將井底提前破碎出一道圓環(huán)槽；

2）鉆頭體冠部底端的鉆頭切削齒（203）接觸到井底，在壓力和扭矩下破巖；

3）鉆頭體冠部底端的鉆頭切削齒（203）破巖時(shí)，應(yīng)力卸荷齒（4）領(lǐng)先于鉆頭體冠部底端的鉆頭切削齒（203）繼續(xù)破碎井底形成圓環(huán)槽井底，之后鉆頭體冠部底端的鉆頭切削齒（203）在壓力和扭矩下持續(xù)破巖，實(shí)現(xiàn)提高鉆井速度，并完成整個(gè)鉆井過(guò)程；

所述應(yīng)力卸荷齒母體（5）由兩個(gè)不同直徑圓柱組合而成，所述應(yīng)力卸荷齒（4）安裝于小直徑圓柱頂端；所述小直徑圓柱與專用安裝孔（204）靠近鉆頭外部一端間隙配合；大直徑圓柱與專用安裝孔（204）靠近鉆頭內(nèi)部一端間隙配合；所述支撐塊（7）為帶有螺紋的圓柱體，安裝于專用安裝孔（204）靠近鉆頭鉆井液腔帶有螺紋一側(cè)；

所述鉆頭體（2）由上部鉆具連接接頭（1）和鉆頭體冠部組成，所述上部鉆具連接接頭（1）外側(cè)上部為鉆具連接扣（101），外側(cè)中部為圓柱面，外側(cè)底端為接頭焊接坡口（104），圓柱面中部為上扣鉗口（103），上部鉆具連接接頭內(nèi)側(cè)上部為鉆井液小流道（102），內(nèi)側(cè)下部為鉆井液大流道；

所述鉆頭體冠部頂端為鉆頭體焊接坡口（205），所述鉆頭體焊接坡口（205）與所述接頭焊接坡口（104）相匹配，鉆頭體冠部外側(cè)上部為鉆頭冠部外表面，所述鉆頭冠部外表面為圓柱面，其直徑與上部鉆具連接接頭外側(cè)中部的圓柱面直徑相等，所述鉆頭冠部還包括鉆頭鋼體（206）、鉆頭刀翼（202）和鉆頭切削齒（203），所述鉆頭切削齒（203）安裝在鉆頭刀翼（202）的外部，鉆頭體冠部?jī)?nèi)側(cè)上部為鉆井液腔，鉆井液腔的腔體直徑與所述鉆井液大流道直徑相同，鉆頭鋼體（206）內(nèi)設(shè)有貫穿鉆頭鋼體的噴嘴流道（201），噴嘴流道（201）的外端安裝有噴嘴（3）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井底應(yīng)力誘導(dǎo)卸荷鉆頭，其特征是：所述應(yīng)力卸荷齒（4）前端為斧形結(jié)構(gòu)（4.1），底端為壓入圓柱面（4.2），兩側(cè)為側(cè)翼保形面（4.3）。