[發明專利]一種保徑塊上設置有噴嘴的PDC鉆頭

在審

• 申請號: 202210256439.5
• 申請日: 2022-03-16
• 公開（公告）號: CN114592797A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 蒲治成;蔡燦;陳浩;譚政博;高超;張沛;楊顯鵬;謝全功;樊康康
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B10/60
• 分類號: E21B10/60;E21B10/61
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及鉆井工程裝備領域，特別涉及一種保徑塊上設置有噴嘴的PDC鉆頭。所述一種保徑塊上設置有噴嘴的PDC鉆頭，包括鉆頭本體、刀翼、鉆頭保徑塊、保徑塊噴嘴、保徑塊內流道一、保徑塊內流道二、排屑槽、PDC齒、保徑齒。所述鉆頭保徑塊上布置有保徑齒和保徑塊噴嘴，保徑塊后側面上設置有保徑塊內流道一出口，可安裝保徑塊噴嘴。本發明與傳統PDC鉆頭相比，在鉆頭保徑塊上設置有若干噴嘴，加快了保徑段排屑槽和保徑塊上部環空區域流體攜巖上返速度，提升鉆頭攜巖效率、防止泥包產生，提高鉆井效率。

技術領域

本發明涉及一種保徑塊上設置有噴嘴的PDC鉆頭，屬于鉆井工程裝備領域。

技術背景

聚晶金剛石復合片鉆頭，即PDC鉆頭是一種切削型鉆頭，是在鉆頭胎體或剛體上鑲焊或鑲嵌了人工合成的金剛石復合片，這種復合片通過切削的方式破碎井底的巖石，具有較高的機械鉆速和較為穩定的鉆進性能，已成為油氣勘探開發中的主力鉆井裝備。PDC鉆頭的水力結構對鉆頭的鉆進效率影響顯著，尤其是在泥巖或泥質含量較高的地層鉆進過程中，需要鉆頭具有良好的水力性能來滿足高速鉆進中的巖屑運移、井底清洗、鉆具冷卻等需求，而PDC鉆頭的水力結構設計又多集中于噴嘴的布置。

針對上述問題，提出一種保徑塊上設置有噴嘴的PDC鉆頭。

發明內容

本發明提供一種保徑塊上設置有噴嘴的PDC鉆頭，該發明通過設置在鉆頭保徑塊上的若干噴嘴，加速流體攜巖上返，防止巖屑堆積，降低鉆頭泥包風險增，提升鉆井效率。

本發明的技術方案是：一種保徑塊上設置有噴嘴的PDC鉆頭，包括鉆頭本體、刀翼、鉆頭保徑塊、保徑塊內流道一、保徑塊內流道二、保徑塊噴嘴、排屑槽、PDC齒、保徑齒，所述鉆頭本體上布置有5個刀翼，相鄰兩刀翼之間形成排屑槽，刀翼與鉆頭本體固定連接，所述刀翼上布置有若干PDC齒，鉆頭保徑塊上布置有若干保徑齒和保徑塊噴嘴。

所述保徑塊噴嘴安裝在保徑塊內流道一出口，保徑塊內流道一與保徑塊內流道二相交，保徑塊內流道二與鉆頭中心流道相通，保徑塊內流道一的出口位于保徑塊后側面。

作為選擇，一個保徑塊上可布置有一個或多個保徑塊噴嘴。

作為選擇，保徑塊噴嘴可布置在一個或多個保徑塊上。

作為選擇，所述保徑塊內流道一軸線與保徑塊軸線夾角α為5°～45°。

作為選擇，保徑塊噴嘴噴射區域為保徑段排屑槽和保徑段上部環空區域。

作為選擇，保徑塊內流道一的出口可在保徑塊后側面上部、中部和下部。

作為選擇，保徑塊噴嘴出口形狀包括圓形、橢圓形、矩形。

作為選擇，圓形出口的保徑塊噴嘴內徑為1～12mm。

本發明的有益效果是：

1、本發明通過在鉆頭保徑塊上設置噴嘴，保徑塊噴嘴的射流從保徑塊后側面射出，方向與流體攜巖上返方向大致相同，該射流可以提升保徑段排屑槽級保徑段上部環空區域內流體上返速度，從而加速巖屑上返，減少巖屑堆積，降低鉆頭泥包風險，延長鉆頭使用壽命。

2、本發明通過在鉆頭保徑塊上設置噴嘴，噴嘴的射流還可以抑制巖屑在該區域內的掉落同時加速掉落的巖屑上返提升鉆井攜巖效率。

3、在鉆頭保徑塊上設置橢圓形、矩形出口的噴嘴時，可以增大射流覆蓋范圍，以適應不同的地質和鉆進需求，增加流體及巖屑加速區域大小，且保徑塊噴嘴的布置不會對PDC鉆頭的切削結構產生影響，提升了鉆頭水力結構利用效率。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方案對本發明做進一步詳細說明。

圖1為本專利一種保徑塊上設置有噴嘴的PDC鉆頭結構示意圖。

圖2為鉆頭保徑塊剖視圖。