一種具有活動(dòng)輔刀翼的石油鉆井用pdc鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有活動(dòng)輔刀翼的石油鉆井用PDC鉆頭。其技術(shù)方案是鉆頭本體的內(nèi)腔設(shè)有高壓水流道和高壓氣流道，分別與鉆頭本體端部的高壓噴水嘴和高壓噴氣嘴連通；所述的鉆頭本體的端部設(shè)有多組固定主刀翼，固定主刀翼上設(shè)有兩排切削齒，一排為弧形切削齒，另一排為三角形切削齒；所述的鉆頭本體的端部外邊緣處設(shè)有多組斜槽，所述的斜槽配合連接活動(dòng)輔刀翼。有益效果是：通過高壓噴氣嘴向鉆孔噴射高壓氣體，使得泥沙被及時(shí)清理掉，這樣，活動(dòng)輔刀翼即可降落，從而解除卡鉆問題；另外，通過在固定主刀翼上設(shè)置一排為弧形切削齒，另一排為三角形切削齒，可以大大降低切削齒的磨損，也提高了鉆井的效率；并且鉆頭結(jié)構(gòu)合理，制作成本低。
【專利說明】一種具有活動(dòng)輔刀翼的石油鉆井用PDC鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種PDC鉆頭，特別涉及一種具有活動(dòng)輔刀翼的石油鉆井用roc鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆頭是鉆井時(shí)必不可少的破碎巖石工具，主要有牙輪鉆頭、金剛石鉆頭和刮刀鉆頭三類，其中，①牙輪鉆頭，由鉆頭體、牙爪、牙輪、軸承、水眼等組成，按牙輪結(jié)構(gòu)分銑齒型及鑲齒型兩種，按軸承結(jié)構(gòu)分密封(或不密封)滾動(dòng)軸承及密封(或不密封)滑動(dòng)軸承兩種，牙輪鉆頭適用于鉆各種地層，目前應(yīng)用最廣泛。②金剛石鉆頭，最初只限用于硬地層，其品種與使用范圍正日益擴(kuò)大，鉆頭的價(jià)格雖高，但工作壽命長(zhǎng)，如選用合理，可取得較好的經(jīng)濟(jì)效果；③刮刀鉆頭，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，鉆軟地層速度較快，但鉆進(jìn)時(shí)扭矩較大，易損壞鉆具和設(shè)備。
[0003]中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)為201460741U，專利名稱為《一種可變徑PDC鉆頭》，包括上接頭、下接頭、活動(dòng)刀片、固定刀片和刀座，上接頭與下接頭相連，下接頭與外管之間的空腔內(nèi)裝有彈簧，外管與刀座連接，刀座上裝有固定刀片，活動(dòng)刀片裝在與刀座相連的軌跡銷上，與固定刀片相配合，軌跡銷控制活動(dòng)刀片的運(yùn)動(dòng)軌跡?？捎行Ы档豌@井成本，縮短建井周期，減少小井眼井下事故的發(fā)生。但是，其存在的問題是:結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作工藝難度大，而且鉆頭的使用壽命較短。
[0004]中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)為103244056A，專利名稱為《一種可變徑I3DC鉆頭》，在I3DC鉆頭固定刀翼上安裝可滑動(dòng)斜面刀翼，在鉆進(jìn)加壓時(shí)滑動(dòng)斜面刀翼往上滑動(dòng)，鉆頭直徑達(dá)到最大，起鉆時(shí)滑動(dòng)斜面刀翼下滑，達(dá)到鉆頭直徑最小，實(shí)現(xiàn)變徑的目的。但是其存在的問題是:由于未采用動(dòng)力裝置，靠自身重力實(shí)現(xiàn)回縮，這在井下容易由于泥漿砂石的原因造成卡鉆的情況，進(jìn)而造成事故，其仍然需要改進(jìn)；另外，其鉆頭的刀翼的排列結(jié)構(gòu)也不合理，其鉆井效果不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種具有活動(dòng)輔刀翼的石油鉆井用PDC鉆頭，通過增加高壓氣體作為回縮動(dòng)力裝置，解決了鉆頭卡鉆的問題，而且鉆頭的結(jié)構(gòu)合理，制作成本低，容易得到大規(guī)模推廣使用。
[0006]其技術(shù)方案是:包括鉆頭本體、高壓噴水嘴、活動(dòng)輔刀翼、斜槽、高壓噴氣嘴、固定主刀翼、弧形切削齒、三角形切削齒，所述的鉆頭本體的內(nèi)腔設(shè)有高壓水流道和高壓氣流道，分別與鉆頭本體端部的高壓噴水嘴和高壓噴氣嘴連通；所述的鉆頭本體的端部設(shè)有多組固定主刀翼，固定主刀翼上設(shè)有兩排切削齒，一排為弧形切削齒，另一排為三角形切削齒；所述的鉆頭本體的端部外邊緣處設(shè)有多組斜槽，所述的斜槽配合連接活動(dòng)輔刀翼，在活動(dòng)輔刀翼上設(shè)有第一切削齒和第二切削齒。
[0007]上述的三角形切削齒由三角形結(jié)構(gòu)、半圓形結(jié)構(gòu)組成一體，上部為三角形結(jié)構(gòu)，下部為半圓形結(jié)構(gòu)。
[0008]上述的高壓噴水嘴設(shè)有多組，所述的高壓噴氣嘴設(shè)置為一組。
[0009]上述的活動(dòng)輔刀翼的一側(cè)為斜面結(jié)構(gòu),與鉆頭本體的端部的斜槽配合連接。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:通過高壓噴氣嘴向鉆孔噴射高壓氣體，使得泥沙被及時(shí)清理掉，這樣，活動(dòng)輔刀翼即可降落，從而解除卡鉆問題；另外，通過在固定主刀翼上設(shè)置一排為弧形切削齒，另一排為三角形切削齒，可以大大降低切削齒的磨損，也提高了鉆井的效率；本實(shí)用新型的鉆頭結(jié)構(gòu)合理，制作成本低，容易得到大規(guī)模推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]附圖2是本實(shí)用新型的側(cè)面示意圖；
[0013]附圖3是本實(shí)用新型的三角形切削齒的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]上圖中:鉆頭本體1、高壓噴水嘴2、活動(dòng)輔刀翼3、斜槽4、高壓噴氣嘴5、固定主刀翼6、弧形切削齒7、三角形切削齒8、高壓氣流道9、高壓水流道10、第一切削齒3.1、第二切削齒3.2、三角形結(jié)構(gòu)7.1、半圓形結(jié)構(gòu)7.2。
【具體實(shí)施方式】
[0015]結(jié)合附圖1-3，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述:
[0016]本實(shí)用新型包括鉆頭本體1、高壓噴水嘴2、活動(dòng)輔刀翼3、斜槽4、高壓噴氣嘴5、固定主刀翼6、弧形切削齒7、三角形切削齒8，所述的鉆頭本體I的內(nèi)腔設(shè)有高壓水流道10和高壓氣流道9，分別與鉆頭本體端部的高壓噴水嘴2和高壓噴氣嘴5連通；所述的鉆頭本體I的端部設(shè)有多組固定主刀翼6，固定主刀翼6上設(shè)有兩排切削齒，一排為弧形切削齒7，另一排為三角形切削齒8 ;所述的鉆頭本體I的端部外邊緣處設(shè)有多組斜槽4，所述的斜槽4配合連接活動(dòng)輔刀翼3，在活動(dòng)輔刀翼3上設(shè)有第一切削齒3.1和第二切削齒3.2。
[0017]其中，三角形切削齒8由三角形結(jié)構(gòu)7.1、半圓形結(jié)構(gòu)7.2組成一體，上部為三角形結(jié)構(gòu)7.1，下部為半圓形結(jié)構(gòu)7.2。另外，高壓噴水嘴2設(shè)有多組，所述的高壓噴氣嘴5設(shè)置為一組；上述的活動(dòng)輔刀翼3的一側(cè)為斜面結(jié)構(gòu),與鉆頭本體I的端部的斜槽4配合連接。
[0018]使用時(shí)，正常下鉆時(shí)，由于重力原因，活動(dòng)輔刀翼移動(dòng)向下，在鉆井時(shí)，固定主刀翼旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)三角形切削齒8在前旋轉(zhuǎn)，后面的弧形切削齒7進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，由于地層的擠壓作用，使活動(dòng)輔刀翼沿著斜槽上移動(dòng)，這樣，使鉆頭的直徑得到擴(kuò)大，形成變徑鉆頭；而在鉆井完成上提鉆頭時(shí)，有可能出現(xiàn)泥沙堵住活動(dòng)輔刀翼的下落，造成卡鉆，這時(shí)候，通過高壓噴氣嘴向鉆孔噴射高壓氣體，使得泥沙被及時(shí)清理掉，這樣，活動(dòng)輔刀翼即可降落，從而解除卡鉆問題。
[0019]另外，通過在固定主刀翼上設(shè)置一排為弧形切削齒7，另一排為三角形切削齒8，可以大大降低切削齒的磨損，也提高了鉆井的效率。當(dāng)然，弧形切削齒7與三角形切削齒8可以混裝在一起，也可以提高鉆井效率，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)合理，制作成本低，容易得到大規(guī)模推廣使用。
【權(quán)利要求】
1.一種具有活動(dòng)輔刀翼的石油鉆井用PDC鉆頭，其特征是:包括鉆頭本體(I)、高壓噴水嘴(2)、活動(dòng)輔刀翼(3)、斜槽(4)、高壓噴氣嘴(5)、固定主刀翼(6)、弧形切削齒(7)、三角形切削齒(8)，所述的鉆頭本體(I)的內(nèi)腔設(shè)有高壓水流道(10)和高壓氣流道(9)，分別與鉆頭本體端部的高壓噴水嘴(2)和高壓噴氣嘴(5)連通；所述的鉆頭本體(I)的端部設(shè)有多組固定主刀翼(6),固定主刀翼(6)上設(shè)有兩排切削齒,一排為弧形切削齒(7),另一排為三角形切削齒(8);所述的鉆頭本體(I)的端部外邊緣處設(shè)有多組斜槽(4)，所述的斜槽(4)配合連接活動(dòng)輔刀翼(3 )，在活動(dòng)輔刀翼(3 )上設(shè)有第一切削齒(3.1)和第二切削齒(3.2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有活動(dòng)輔刀翼的石油鉆井用PDC鉆頭，其特征是:所述的三角形切削齒(8)由三角形結(jié)構(gòu)(7.1)、半圓形結(jié)構(gòu)(7.2)組成一體，上部為三角形結(jié)構(gòu)(7.1)，下部為半圓形結(jié)構(gòu)(7.2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有活動(dòng)輔刀翼的石油鉆井用PDC鉆頭，其特征是:所述的高壓噴水嘴(2)設(shè)有多組，所述的高壓噴氣嘴(5)設(shè)置為一組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有活動(dòng)輔刀翼的石油鉆井用PDC鉆頭，其特征是:所述的活動(dòng)輔刀翼(3)的一側(cè)為斜面結(jié)構(gòu)，與鉆頭本體(I)的端部的斜槽(4)配合連接。
【文檔編號(hào)】E21B10/43GK203756049SQ201420157268
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】杭慶東, 李建德, 王強(qiáng) 申請(qǐng)人:勝利油田盛輝石油技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司