[發明專利]一種用于PDC鉆頭的緩沖瞬時減壓短節

有效

• 申請號: 202011128326.4
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112096308B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 陳新海;李擁軍;楊愷;付瀟;陳世春;徐明磊;李毅;譚天宇;王永安;王樂頂;陳新勇;劉超;孟飛;王穎瑞
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: E21B17/042
• 分類號: E21B17/042;F16F15/06
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

本發明公開了一種用于PDC鉆頭的緩沖瞬時減壓短節，包括：減壓鍵槽本體、緩沖彈簧、緩沖減壓鍵本體、止退壓蓋,止退壓蓋通過螺紋與減壓鍵槽本體鏈接，將緩沖減壓鍵本體限制于減壓短節內；減壓鍵本體與減壓鍵槽本體經兩端彈簧固定銷彈簧連接。在PDC鉆頭切削井底巖石過程中，因PDC鉆頭切削地層因粘滑效應以及地層不均質性，PDC復合片與井底巖石之間發生沖擊，PDC復合片以次將沖擊傳至鉆頭、減壓鍵槽本體、緩沖彈簧以及緩沖減壓鍵本體，緩沖彈簧被壓縮，在減壓鍵槽底部順時針降低坡度滑道的作用下，減壓鍵槽本體以及鉆頭得以瞬時短距離上移降低鉆壓，大幅降低PDC復合片因高壓沖擊導致的崩損。

技術領域

本發明涉及石油天然氣鉆探領域,尤其涉及一種用于PDC鉆頭的緩沖瞬時減壓短節。

背景技術

隨著淺部油氣藏的勘探開發步入中后期、深井、超深井的需求逐漸增加。而在深部鉆進過程中，鉆遇復雜難鉆地層比例逐年增大。由于PDC鉆頭的粘滑效應，造成PDC鉆頭復合片崩損，失效快，壽命短，機械鉆速低，這極大限制了PDC鉆頭的使用范圍和提高深井鉆井成本。為了解決這個問題，國內外研發了旋扭沖擊器、360鉆頭等來提高鉆頭單只進尺。旋扭沖擊器的工作原理為通過內部獨特的流道結構，將鉆井液的流體能量轉換成周向的、高頻的、均勻穩定的周向機械沖擊力，并直接傳遞給PDC鉆頭，以消除PDC鉆頭粘滑問題。360鉆頭其原理為其復合片在破巖的過程中能夠旋轉，使復合片的周圍均能參與破巖，提高PDC復合片的利用率。扭力沖擊器和360鉆頭均能不同程度的提高鉆頭單只進尺，提高機械鉆速，縮短鉆井周期。但扭力沖擊器工作過程中存在失效、沖蝕、產生壓力損耗等問題；360鉆頭復合片在切削井底巖石時，不具有緩沖裝置，容易引起復合片的崩損，降低機械鉆速。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種用于PDC鉆頭的緩沖瞬時減壓短節，在PDC鉆頭破巖時，使PDC復合片與巖石之間周向的不均勻切削力變化幅度減小，以減緩復合片的崩損，提高機械鉆速和單只進尺。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種用于PDC鉆頭的緩沖瞬時減壓短節，包括減壓鍵槽本體、緩沖彈簧、緩沖減壓鍵本體、止退壓蓋，

圓柱狀的減壓鍵槽本體，底端車有下端內螺紋，頂端均車有上端內螺紋，下端內螺紋與鉆頭連接，減壓鍵槽本體內部周向均勻車有三個結構相同的弧形減壓鍵槽，每個減壓鍵槽逆時針端車有彈簧固定銷，每個減壓鍵槽底部具有順時針降低坡度的滑道；

緩沖減壓鍵本體，底車周向均勻車有三個鍵，每個鍵底部順時針端上下車有兩個彈簧固定銷，中部外側車有止退臺階，頂部車有與上部鉆具連接的螺紋；

緩沖彈簧，中心軸線與減壓鍵槽橫切面具有相同的曲率半徑，兩端通過固定銷將減壓鍵槽與緩沖減壓鍵連接在一起；

止退壓蓋，為T形圓筒體，T形圓筒體的小圓筒體外設外螺紋，外螺紋與減壓鍵槽本體的上端內螺紋連接，并通過底部臺肩擋住緩沖減壓鍵本體中部外側的止退臺階將緩沖減壓鍵本體限制于減壓鍵槽本體內。

所述緩沖彈簧為3對，每個減壓鍵槽上下并排兩個。

本發明的有益效果是：能夠在PDC鉆頭與井底巖石之間高速撞擊時起到瞬時緩沖減壓作用，減緩復合片的崩損。

附圖說明

圖1是本發明的用于PDC鉆頭的緩沖瞬時減壓短節結構縱剖面示意圖。

圖2是橫剖面示意圖。

圖中：1減壓鍵槽本體、2緩沖彈簧、3緩沖減壓鍵、4止退壓蓋。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述；顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。