一種快速鉆進(jìn)的pdc鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種快速鉆進(jìn)的PDC鉆頭，包括接頭、基體、刀翼和PDC復(fù)合片，接頭與基體的后端連接，以基體的中軸線為下方，以刀翼部分為上方，刀翼的上表面的左右方向與水平方向之間呈夾角B，夾角B≤45°，刀翼的上表面左右方向的寬度W1≥35mm，刀翼的底部左右方向的寬度W2≥W1-5mm，刀翼旋進(jìn)一側(cè)的側(cè)表面與豎直方向之間呈夾角C，夾角C≤15°，PDC復(fù)合片為圓柱形且其軸線為左右方向。本實(shí)用新型所述PDC鉆頭的刀翼結(jié)構(gòu)可增加排屑槽體積，使排屑更通暢，減小巖屑多次切削概率；在鉆遇松軟底層是不會出現(xiàn)刀翼頂面限制鉆頭吃入而影響鉆頭機(jī)械鉆速的問題。本鉆頭尤其適用于海洋鉆井工程。
【專利說明】一種快速鉆進(jìn)的PDC鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種石油、天然氣鉆井所用的鉆頭，尤其涉及一種快速鉆進(jìn)的roc鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油勘探及開發(fā)對周期和成本越來越嚴(yán)格的要求，特別是海上鉆井的每日運(yùn)行成本很高，提高鉆頭機(jī)械鉆速縮短鉆井周期是節(jié)省成本的有效方法。
[0003]在海洋鉆井中，鉆遇地層多為膠結(jié)強(qiáng)度較低地層，可鉆性好，地層對鉆頭損壞較低。傳統(tǒng)PDC鉆頭較多的考慮鉆頭結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，特別是胎體鉆頭對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求更高，造成刀翼較厚，刀翼從頂部到根部逐漸變寬，造成排屑面積逐漸減小，一定程度上制約了巖屑排出井底，并可能造成巖屑的重復(fù)切削和井底固相含量高，影響鉆頭機(jī)械鉆速。另外，傳統(tǒng)roc鉆頭刀翼上表面的左右方向?yàn)樗?，在較軟地層中由于接觸面積大所以會限制鉆頭整體吃入地層，從而降低鉆頭的機(jī)械鉆速。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種快速鉆進(jìn)的PDC鉆頭。
[0005] 本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0006]本實(shí)用新型所述快速鉆進(jìn)的PDC鉆頭包括接頭、基體、刀翼和PDC復(fù)合片，所述接頭與所述基體的后端連接，所述刀翼為多個(gè)，分布于所述基體前部的圓周上，所述PDC復(fù)合片設(shè)于所述刀翼中前段的表面，相鄰的所述刀翼之間形成排屑通道；以所述基體的中軸線為下方，以所述刀翼部分為上方，所述刀翼的上表面的左右方向與水平方向之間呈夾角B，夾角B ≤45°，所述刀翼的上表面左右方向的寬度Wl≥ 35mm，所述刀翼的底部左右方向的寬度W2≥Wl-5mm，所述刀翼旋進(jìn)一側(cè)的側(cè)表面與豎直方向之間呈夾角C，夾角C≤15°。
[0007]作為優(yōu)選，所述PDC復(fù)合片為圓柱形且其軸線為左右方向，所述PDC復(fù)合片左右方向的長度為L,30mm ≥ L ≥ 16mm。
[0008]具體地，所述PDC鉆頭的規(guī)徑為8.5英寸。
[0009]所述PDC鉆頭優(yōu)選為鋼體鉆頭。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0011]本實(shí)用新型所述PDC鉆頭的刀翼結(jié)構(gòu)，可增加排屑槽體積，使排屑更通暢，減小巖屑多次切削概率；在鉆遇松軟底層是不會出現(xiàn)刀翼頂面限制鉆頭吃入而影響鉆頭機(jī)械鉆速的問題；圓柱形PDC復(fù)合片能夠使鉆頭快速鉆進(jìn)并耐磨；采用強(qiáng)度較高的鋼體鉆頭可以保證鉆頭刀翼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。本實(shí)用新型所述PDC鉆頭尤其適用于海洋鉆井工程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型所述快速鉆進(jìn)的PDC鉆頭的立體結(jié)構(gòu)是有圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型所述刀翼在圖1中的A-A方向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0015]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型所述快速鉆進(jìn)的PDC鉆頭包括接頭1、基體2、刀翼4和PDC復(fù)合片5，接頭I與基體2的后端(圖1中所示為下端)連接，刀翼4為多個(gè)，分布于基體2前部的圓周上，PDC復(fù)合片5設(shè)于刀翼4中前段的表面，相鄰的刀翼4之間形成排屑通道(圖中未標(biāo)記)；以基體2的中軸線(圖1中為豎直垂線)為下方，以刀翼4所在部分為上方(這里設(shè)定的上、下方與圖2的上、下方是一致的，但與圖1中的上、下方是不同的)，見圖2所示，刀翼4的上表面E的左右方向與水平方向之間呈夾角B，夾角B < 45°，本例中約為20°，刀翼4的上表面E左右方向的寬度Wl≤35mm，刀翼4的底部左右方向的寬度W2≤Wl-5mm，刀翼4旋進(jìn)一側(cè)(圖2中為左側(cè))的側(cè)表面D與豎直方向之間呈夾角C，夾角C≤15°，本例約為12。。
[0016]如圖1和圖2所示，PDC復(fù)合片5為圓柱形且其軸線為左右方向，PDC復(fù)合片5左右方向的長度為L，30mm ^ L ^ 16mm ;本例中，PDC鉆頭為鋼體鉆頭，其規(guī)徑為8.5英寸。圖1中還示出了刀翼4靠近接頭I的部分即保徑3，本鉆頭的保徑3相比傳統(tǒng)的PDC鉆頭的保
徑要窄一些。
[0017]結(jié)合圖1和圖2，實(shí)際鉆井時(shí)，鉆頭高速旋轉(zhuǎn)，鉆頭前部及圓周的PDC復(fù)合片5切削巖層，使鉆頭不斷吃入實(shí)現(xiàn)鉆井，同時(shí)鉆頭前部中心位置的取芯區(qū)域使該區(qū)域的巖芯在達(dá)到一定長度后才斷裂，斷裂后的巖芯隨鉆井液由排屑槽排出，作試驗(yàn)用。本鉆頭的特殊四邊形截面結(jié)構(gòu)，可增加排屑槽體積，使排屑更通暢，減小巖屑多次切削概率，在鉆遇松軟底層是不會出現(xiàn)刀翼4的頂面限制鉆頭吃入而影響鉆頭機(jī)械鉆速的問題，尤其適用于海洋鉆井工程。
【權(quán)利要求】
1.一種快速鉆進(jìn)的roc鉆頭，包括接頭、基體、刀翼和roc復(fù)合片，所述接頭與所述基體的后端連接，所述刀翼為多個(gè)，分布于所述基體前部的圓周上，所述PDC復(fù)合片設(shè)于所述刀翼中前段的表面，相鄰的所述刀翼之間形成排屑通道；其特征在于:以所述基體的中軸線為下方，以所述刀翼部分為上方，所述刀翼的上表面的左右方向與水平方向之間呈夾角B，夾角B <45°，所述刀翼的上表面左右方向的寬度Wl > 35mm，所述刀翼的底部左右方向的寬度W2≥Wl-5mm，所述刀翼旋進(jìn)一側(cè)的側(cè)表面與豎直方向之間呈夾角C，夾角C≤15°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速鉆進(jìn)的PDC鉆頭，其特征在于:所述PDC復(fù)合片為圓柱形且其軸線為左右方向，所述PDC復(fù)合片左右方向的長度為L,30mm≥L≥16mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的快速鉆進(jìn)的PDC鉆頭，其特征在于:所述PDC鉆頭的規(guī)徑為8.5英寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速鉆進(jìn)的PDC鉆頭，其特征在于:所述PDC鉆頭為鋼體鉆頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所 述的快速鉆進(jìn)的PDC鉆頭，其特征在于:所述PDC鉆頭為鋼體 鉆頭。
【文檔編號】E21B10/46GK203655166SQ201320653096
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】周苗苗, 閉磊, 鄧建明, 劉小剛, 崔治軍 申請人:成都百施特金剛石鉆頭有限公司, 中海石油（中國）有限公司天津分公司