專利名稱：一種用于微鉆試驗(yàn)剛體pdc無心鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于微鉆試驗(yàn)剛體PDC無心鉆頭，屬于石油工程鉆井用鉆頭技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在設(shè)計(jì)PDC鉆頭時(shí)，必須針對(duì)典型的巖層，研究PDC復(fù)合片最合理的前傾角及旁通角，以保證PDC復(fù)合片的壽命以及對(duì)巖層的攻擊力都達(dá)到最大化，目前，多采用仿真分析的方法進(jìn)行力學(xué)分析來確定角度是否合理，但由于仿真分析軟件對(duì)結(jié)構(gòu)分析具有一定的局限性，而且對(duì)計(jì)算機(jī)配置要求高，導(dǎo)致分析的結(jié)果往往與實(shí)際具有較大的差別，而且仿真分析的結(jié)果缺少實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證。對(duì)已經(jīng)確定設(shè)計(jì)好前傾角及旁通角的PDC鉆頭，選擇最合適的鉆井參數(shù)如鉆井液參數(shù)、鉆壓及轉(zhuǎn)速也比較困難，現(xiàn)在多使用仿真軟件分析，或根據(jù)已鉆井的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該P(yáng)DC鉆頭的鉆井參數(shù)，這樣得出的結(jié)果在實(shí)際應(yīng)用中并不能達(dá)到十分滿意的效果。確定巖石的可鉆性也可以通過微鉆試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)，選取典型的巖石制作樣本，通過微鉆試驗(yàn)獲取鉆速指標(biāo)、磨損指標(biāo)作為評(píng)價(jià)巖石可鉆性的標(biāo)準(zhǔn)。專利CN200910009190. 2公開了一種微取心PDC鉆頭，主要由鉆頭基體、刀翼、PDC
切削齒、噴嘴、流道和排屑槽組成，噴嘴安裝在鉆頭基體上，刀翼固定在鉆頭基體上，PDC切削齒布置在刀翼上；鉆頭中心區(qū)域沒有布置PDC切削齒；鉆頭基體中心區(qū)域有一個(gè)允許鉆頭鉆進(jìn)時(shí)形成的微巖心進(jìn)入的凹槽，與凹槽平滑連接為一體的大流道比其它流道深，而且其周向尺寸是隨著鉆頭徑向尺寸的增大而增大的；排屑槽在鉆頭徑向上的寬度大于微巖心的直徑。但該鉆頭的主要目的是為了保證地面上能夠獲取尺寸比普通巖屑大得多的微巖心，供地質(zhì)工作者作巖石信息鑒定之用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于微鉆試驗(yàn)剛體PDC無心鉆頭，該鉆頭用于微鉆試驗(yàn)后，對(duì)解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法確定鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù)、鉆井工藝參數(shù)及巖石的可鉆性具有一定的幫助。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用于微鉆試驗(yàn)剛體PDC無心鉆頭，包括鉆頭剛體、保徑齒、PDC復(fù)合片，鉆頭剛體上開有水眼，鉆頭剛體外側(cè)開排屑槽和保徑齒安裝槽，保徑齒安裝在鉆頭剛體外側(cè)的保徑齒安裝槽內(nèi)，鉆頭剛體上部為接頭，下部為PDC復(fù)合片安裝槽，PDC復(fù)合片安裝槽呈120°均布，深度為PDC復(fù)合片的半徑；PDC復(fù)合片安裝在鉆頭剛體下部的PDC復(fù)合片安裝槽內(nèi)。PDC復(fù)合片安裝槽的前傾角為5-25°，旁通角為5_20°。所述的鉆頭剛體(I)外側(cè)的排屑槽(5)為梅花狀。鉆頭剛體上開有水眼為3個(gè)，呈120°均布。本實(shí)用新型可通過改變PDC復(fù)合片前傾角及旁通角的角度，制作成系列鉆頭，采用不同的鉆井參數(shù)進(jìn)行微鉆試驗(yàn)，評(píng)判PDC復(fù)合片切削齒傾角對(duì)地層的適應(yīng)性，即可確定合適的鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù)、選擇適宜的鉆井參數(shù)、對(duì)巖石的可鉆性進(jìn)行分級(jí)。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中鉆頭剛體I的仰視圖。圖3為圖1仰視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。參照?qǐng)Df圖3，本實(shí)用新型實(shí)施例由鉆頭剛體1、保徑齒2、PDC復(fù)合片3組成，鉆頭剛體I上開有水眼4，鉆頭剛體I外側(cè)開排屑槽5和保徑齒安裝槽6，保徑齒2安裝在鉆頭剛體I外側(cè)的保徑齒安裝槽6內(nèi)，鉆頭剛體I上部為接頭7，下部為PDC復(fù)合片安裝槽8，PDC復(fù)合片安裝槽8呈120°均布，深度為PDC復(fù)合片3的半徑；PDC復(fù)合片3安裝在鉆頭剛體I下部的PDC復(fù)合片安裝槽8內(nèi)。所述的roc復(fù)合片安裝槽8的前傾角為5-25°，旁通角為5_20°。所述的鉆頭剛體I外側(cè)的排屑槽5為梅花狀。所述的鉆頭剛體I上的水眼4為3個(gè)，呈120°均布。本實(shí)用新型在作業(yè)過程中時(shí)，為了驗(yàn)證已確定PDC復(fù)合片3前傾角及旁通角的合理性，使PDC復(fù)合片安裝槽8前傾角在5-25°間變動(dòng)，旁通角在5-20°間變動(dòng)，制作成系列微型鉆頭，然后采用不同的鉆井參數(shù)進(jìn)行微鉆試驗(yàn)，PDC復(fù)合片3不斷的切削巖石，鉆井液通過水眼4冷卻PDC復(fù)合片3，并將鉆屑從排屑槽5中攜帶出來，保徑齒2能防止鉆頭外徑被磨損。根據(jù)微鉆頭鉆進(jìn)的機(jī)械鉆速及PDC復(fù)合片3的磨損程度評(píng)判切削齒傾角對(duì)地層的適應(yīng)性、選擇合適的鉆井參數(shù)、以及對(duì)巖石的可鉆性進(jìn)行分級(jí)。
權(quán)利要求1.一種用于微鉆試驗(yàn)剛體PDC無心鉆頭，包括鉆頭剛體(I)、保徑齒(2)、PDC復(fù)合片(3)，鉆頭剛體(I)上開有水眼(4)，鉆頭剛體(I)外側(cè)開排屑槽(5)和保徑齒安裝槽(6)，保徑齒(2)安裝在鉆頭剛體(I)外側(cè)的保徑齒安裝槽(6)內(nèi)，鉆頭剛體(I)上部為接頭(7)，下部為PDC復(fù)合片安裝槽(8)，其特征是PDC復(fù)合片安裝槽(8)呈120°均布，深度為PDC復(fù)合片(3)的半徑；PDC復(fù)合片(3)安裝在鉆頭剛體(I)下部的PDC復(fù)合片安裝槽(8)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于微鉆試驗(yàn)剛體roc無心鉆頭，其特征是PDC復(fù)合片安裝槽(8)的前傾角為5-25°，旁通角為5-20°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于微鉆試驗(yàn)剛體PDC無心鉆頭，其特征是所述的鉆頭剛體(I)外側(cè)的排屑槽(5)為梅花狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于微鉆試驗(yàn)剛體PDC無心鉆頭，其特征是鉆頭剛體(I)上開有水眼(4)為3個(gè)，呈120°均布。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于微鉆試驗(yàn)剛體PDC無心鉆頭，包括鉆頭剛體、保徑齒、PDC復(fù)合片，鉆頭剛體上開有水眼，鉆頭剛體外側(cè)開排屑槽和保徑齒安裝槽，保徑齒安裝在鉆頭剛體外側(cè)的保徑齒安裝槽內(nèi)，鉆頭剛體上部為接頭，下部為PDC復(fù)合片安裝槽，PDC復(fù)合片安裝槽呈120°均布，深度為PDC復(fù)合片的半徑；PDC復(fù)合片安裝在鉆頭剛體下部的PDC復(fù)合片安裝槽內(nèi)。本實(shí)用新型可通過改變PDC復(fù)合片前傾角及旁通角的角度，制作成系列鉆頭，采用不同的鉆井參數(shù)進(jìn)行微鉆試驗(yàn)，評(píng)判PDC復(fù)合片切削齒傾角對(duì)地層的適應(yīng)性，即可確定合適的鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù)、選擇適宜的鉆井參數(shù)、對(duì)巖石的可鉆性進(jìn)行分級(jí)。
文檔編號(hào)E21B10/46GK202882768SQ201220457638
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者王紅波, 舒尚文, 孫起昱, 陳祥久, 王愛芳, 涂運(yùn)中 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團(tuán)中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院