[發明專利]一種用于深井內鉆進的牙輪與PDC復合鉆頭

在審

• 申請號: 202011044676.2
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112177545A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 張占奎;曹江龍
• 申請（專利權）人: 滄州格銳特鉆頭有限公司
• 主分類號: E21B17/07
• 分類號: E21B17/07;E21B10/42;E21B10/08
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明提供了一種用于深井內鉆進的牙輪與PDC復合鉆頭，屬于地質鉆探技術領域，包括鉆頭本體、第一調整機構、第二調整機構和保徑齒，鉆頭本體用于切削鉆進地質巖層，第一調整機構的一端與鉆頭本體底端連接、另一端為自由端且用于調節鉆頭本體與鉆桿之間距離，第二調整機構的一端與第一調整機構底端固定連接、另一端用于連接鉆桿，第二調整機構用于調節第一調整機構與鉆桿之間距離。本發明提供的一種用于深井內鉆進的牙輪與PDC復合鉆頭，具有對牙輪和PDC復合鉆頭與鉆桿之間長度調節方便，滿足對深井中鉆進作業，鉆頭不用拆卸和另加套筒，通過自身調節即可完成延長，鉆頭本身鉆進穩定的技術效果。

技術領域

本發明屬于地質鉆探技術領域，更具體地說，是涉及一種用于深井內鉆進的牙輪與PDC復合鉆頭。

背景技術

在石油鉆井中，到目前為止使用最多的、能適應各種地層的鉆頭是牙輪鉆頭，牙輪鉆頭中使用最多的是三牙輪鉆頭，廣泛應用于石油、天然氣鉆井以及其他地質鉆探等。另外也使用聚晶金剛石復合片鉆頭，簡稱為PDC鉆頭，它是用聚晶金剛石(薄圓片狀)做成小型切削塊鑲裝或燒結到鉆頭體上而形成的，適用于軟到中硬地層。

上世紀初，牙輪鉆頭代替刮刀鉆頭在硬質研磨性地層應用，但這種鉆頭在鉆頁巖和其他塑性巖層中的缺點主要是壓持作用造成井底泥包，而隨著鉆探和井底壓力以及泥漿比重的增加，泥包現象會更加嚴重。為了解決這個問題，多年來各鉆頭制造商對牙輪鉆頭進行改進，考慮到刮刀鉆頭或固定切削齒鉆頭在此方面受到的影響較小，人們開始嘗試將兩種鉆頭相結合，因此就制造出集成了牙輪和PDC鉆頭的復合鉆頭。

雖然復合鉆頭兼并了兩種鉆頭的優點，可以用來應對各種條件的地質層，但是由于其結構緊湊，整個鉆頭為一體式結構，且不可拆卸，當需要鉆進深井時，而且當鉆桿的長度受限制時，則對于深井中使用復合鉆頭進行鉆進，解決的方案有：一是延長鉆桿的長度，二是延長鉆頭的長度。一般情況下，鉆頭的長度是固定不變的，在制造完成出廠后就不能再變動，則對鉆頭的長度延長時就需要人工用加長套筒，一端套接在鉆頭上，使套筒的另一端與鉆桿螺紋連接，這樣就可以延長鉆頭的長度，從而為深井中鉆進提供支持。另外當通過延長鉆桿時，鉆桿的延長會增加鉆桿制造成本，當鉆桿在淺井中鉆進時，由于鉆桿長度較長且長度不可調節，則操作鉆桿與鉆頭的連接時也非常不方便，鉆桿不能根據鉆井的長度做適應性的調整，而且鉆頭長度的延長使用的加長套筒，加長套筒的安裝也不方便，不易操作，在深井中鉆進時受限制，因此急需研究一種能夠根據鉆井深度或能在深井中鉆進，鉆頭與鉆桿之間的距離或長度可調節，便于適應于淺井和深井中鉆進的牙輪和PDC的復合鉆頭。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于深井內鉆進的牙輪與PDC復合鉆頭，旨在解決現有技術中的牙輪和PDC復合鉆頭與鉆桿之間長度不能調整，在深井中鉆進時受限制的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種用于深井內鉆進的牙輪與PDC復合鉆頭，包括鉆頭本體、第一調整機構、第二調整機構和保徑齒，鉆頭本體上設有牙輪和PDC切削齒，所述鉆頭本體用于切削鉆進地質巖層；第一調整機構的一端與所述鉆頭本體底端連接、另一端為自由端，所述第一調整機構用于調節所述鉆頭本體與鉆桿之間距離；第二調整機構的一端與所述第一調整機構底端固定連接、另一端用于連接鉆桿，所述第二調整機構用于調節所述第一調整機構與鉆桿之間距離，所述鉆頭本體、所述第一調整機構和所述第二調整機構的豎向中心在同一條直線上；保徑齒為多個，分別固設在所述第一調整機構和所述第二調整機構外壁上，所述鉆頭本體旋轉時所述保徑齒用于保護所述第一調整機構和所述第二調整機構。