一种适用于塑性泥岩地层快速钻进的PDC钻头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于塑性泥岩地层快速钻进的PDC钻头，包括钻头本体，钻头本体上设五个刀翼，五个刀翼绕钻头本体的中心轴线圆周间隔分布；其特征在于，五个刀翼在在钻头本体的圆周方向上的分布角度分别为0°、79°、155°、220°、295°；其中1号、2号、3号、4号、5号、6号、8号、10号、11号、13号、15号、16号切削齿是第一圆齿；7号、9号、12号、14号、17号、18号、19号、20号、21号、22号、23号、24号、25号切削齿是第二圆齿。本实用新型专利技术的适用于塑性泥岩地层快速钻进的PDC钻头，可提高钻头攻击力以及钻速。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于塑性泥岩地层快速钻进的PDC钻头
本技术涉及钻头
，尤其涉及一种适用于塑性泥岩地层快速钻进的PDC钻头。
技术介绍
目前，在石油钻井中，普遍采用钻头来进行，随着钻井深度的增加，地层承受液柱压力更大，地层岩性也呈现塑性状态。对于该种岩层，钻头上的刀翼不易吃入，对刀翼的冲击性较强，钻头行进过程不稳定，且容易发生磨损。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种适用于塑性泥岩地层快速钻进的PDC钻头，可提高钻头攻击力以及钻速。本技术的目的采用以下技术方案实现：一种适用于塑性泥岩地层快速钻进的PDC钻头，包括钻头本体，钻头本体上设五个刀翼，五个刀翼绕钻头本体的中心轴线圆周间隔分布；五个刀翼在在钻头本体的圆周方向上的分布角度分别为0°、79°、155°、220°、295°；分布角度为0°的刀翼表面由顶端向下依次分布有1号、3号、6号、11号、16号、21号切削齿；分布角度为79°的刀翼表面由顶端向下依次分布有9号、14号、19号、24号切削齿；分布角度为155°的刀翼表面由顶端向下依次分布有4号、8号、13号、18号、23号切削齿；分布角度为220°的刀翼表面由顶端向下依次分布有2号、5号、10号、15号、20号、25号切削齿；分布角度为295°的刀翼表面由顶端向下依次分布有7号、12号、17号、22号切削齿；其中1号、2号、3号、4号、5号、6号、8号、10号、11号、13号、15号、16号切削齿是第一圆齿；7号、9号、12号、14号、17号、18号、19号、20号、21号、22号、23号、24号、25号切削齿是第二圆齿；第一圆齿包括第一圆柱、第一切削面、第二切削面以及第三切削面；第一切削面、第二切削面以及第三切削面呈三角形分布于圆柱的顶端；所述第二圆齿包括第二圆柱以及圆形切削面；圆形切削面形成于第二圆柱的顶端。优选的，刀翼包括内锥部、外肩部以及切径部，内锥部的一端延伸至钻头本体的顶端面；内锥部的顶端面与钻头本体的顶端面呈夹角设置；内锥部的另一端与外肩部的衔接；外肩部的一端衔接于内锥部并分布于钻头本体的肩部；外肩部的另一端延伸至钻头本体的侧部并与切径部衔接；切径部分布于钻头本体的侧部沿钻头本体的高度方向延伸；所述内锥部的顶端面与钻头本体的顶端面所呈的夹角为150°。优选的，所述外肩部以圆弧面衔接于内锥部和切径部之间；所述圆弧面的圆弧角度小于180°。优选的，所述刀翼在钻头本体上呈螺旋状分布。优选的，所述第一圆齿凸出于刀翼的高度比第二圆齿凸出于刀翼的高度大1mm。优选的，1-6号切削齿的后倾角为11°-13°；7-15号切削齿的后倾角为14°-17°；16-25号切削齿的后倾角为18°-20°。优选的，所述刀翼的底端设有保径块；保径块设有保径切削齿，保径切削齿的后倾角为26°。优选的，钻头本体上设有喷嘴，相邻的两个刀翼之间设有所述喷嘴。相比现有技术，本技术的有益效果在于：其刀翼上分布有第一圆齿和第二圆齿，第一圆齿具有三角尖切削面，即为三角尖圆齿，而第二圆齿具有常规的圆形切削面，钻头的布齿特点是在三个相对长度较长的刀翼上布置三角尖圆齿，两个长度相对较短的刀翼布齿常规圆齿，这种布齿密度要比常规钻头稀疏很多，在钻进过程中，在同等压力的作用下，三角尖圆齿对地层的压强较大，可以轻松的深入吃进地层，因此可以获得较高的钻进速度。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的另一视角结构示意图。图中：10、钻头本体；20、刀翼；30、第一圆齿；40、第二圆齿；50、保径块；60、喷嘴。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述：如图1以及图2所示的一种适用于塑性泥岩地层快速钻进的PDC钻头，包括钻头本体10，钻头本体10上设五个刀翼20，五个刀翼20绕钻头本体10的中心轴线圆周间隔分布；五个刀翼20在在钻头本体10的圆周方向上的分布角度分别为0°、79°、155°、220°、295°；刀翼20采用这样的分布方式，在钻头钻进过程中受力更加平稳。具体的是，分布角度为0°的刀翼20表面由顶端向下依次分布有1号、3号、6号、11号、16号、21号切削齿；分布角度为79°的刀翼20表面由顶端向下依次分布有9号、14号、19号、24号切削齿；分布角度为155°的刀翼20表面由顶端向下依次分布有4号、8号、13号、18号、23号切削齿；分布角度为220°的刀翼20表面由顶端向下依次分布有2号、5号、10号、15号、20号、25号切削齿；分布角度为295°的刀翼20表面由顶端向下依次分布有7号、12号、17号、22号切削齿，在上述分布角度为0°的刀翼20、分布角度为155°的刀翼20以及分布角度为220°的刀翼20均分布了至少五颗切削齿，刀翼20的相对长度较长，而其余的两个刀翼20均分布四颗切削齿，刀翼20的相对长度较短。且其中1号、2号、3号、4号、5号、6号、8号、10号、11号、13号、15号、16号切削齿是第一圆齿30；7号、9号、12号、14号、17号、18号、19号、20号、21号、22号、23号、24号、25号切削齿是第二圆齿40；第一圆齿30包括第一圆柱、第一切削面、第二切削面以及第三切削面；第一切削面、第二切削面以及第三切削面呈三角形分布于圆柱的顶端；第二圆齿40包括第二圆柱以及圆形切削面；圆形切削面形成于第二圆柱的顶端。如此，其刀翼20上分布有第一圆齿30和第二圆齿40，第一圆齿30具有三角尖切削面，即为三角尖圆齿，而第二圆齿40具有常规的圆形切削面，钻头的布齿特点是在三个相对长度较长的刀翼20上布置三角尖圆齿，两个长度相对较短的刀翼20布齿常规圆齿，这种布齿密度要比常规钻头稀疏很多，在钻进过程中，在同等压力的作用下，三角尖圆齿对地层的压强较大，可以轻松的深入吃进地层，因此可以获得较高的钻进速度。优选的，刀翼20包括内锥部、外肩部以及切径部，内锥部的一端延伸至钻头本体10的顶端面；内锥部的顶端面与钻头本体10的顶端面呈夹角设置；内锥部的另一端与外肩部的衔接；外肩部的一端衔接于内锥部并分布于钻头本体10的肩部；外肩部的另一端延伸至钻头本体10的侧部并与切径部衔接；切径部分布于钻头本体10的侧部沿钻头本体10的高度方向延伸；内锥部的顶端面与钻头本体10的顶端面所呈的夹角为150°，本实施例中的内锥角度为150°，在角度结构基础上，刀翼20顶端前部的内锥部深度较为适中，在泥岩中钻进，不易于产生泥包。更具体的是，外肩部以圆弧面衔接于内锥部和切径部之间；圆弧面的圆弧角度小于180°。由于外肩部位于刀翼20对应钻头本体10的肩部，该部分采用小的圆弧曲面设计，可以提高钻头的攻击性，适合在泥岩中快速钻进。优选的，刀翼20在钻头本体10上呈螺旋状分布。刀翼20在钻头本体10上呈螺旋状分布，攻击性相对较强，且螺旋结构能在钻头本体10转动过程中分散离心力，较为平稳。...

【技术保护点】
1.一种适用于塑性泥岩地层快速钻进的PDC钻头，其特征在于，包括钻头本体，钻头本体上设五个刀翼，五个刀翼绕钻头本体的中心轴线圆周间隔分布；其特征在于，五个刀翼在钻头本体的圆周方向上的分布角度分别为0°、79°、155°、220°、295°；/n分布角度为0°的刀翼表面由顶端向下依次分布有1号、3号、6号、11号、16号、21号切削齿；分布角度为79°的刀翼表面由顶端向下依次分布有9号、14号、19号、24号切削齿；分布角度为155°的刀翼表面由顶端向下依次分布有4号、8号、13号、18号、23号切削齿；分布角度为220°的刀翼表面由顶端向下依次分布有2号、5号、10号、15号、20号、25号切削齿；分布角度为295°的刀翼表面由顶端向下依次分布有7号、12号、17号、22号切削齿；/n其中1号、2号、3号、4号、5号、6号、8号、10号、11号、13号、15号、16号切削齿是第一圆齿；7号、9号、12号、14号、17号、18号、19号、20号、21号、22号、23号、24号、25号切削齿是第二圆齿；第一圆齿包括第一圆柱、第一切削面、第二切削面以及第三切削面；第一切削面、第二切削面以及第三切削面呈三角形分布于圆柱的顶端；所述第二圆齿包括第二圆柱以及圆形切削面；圆形切削面形成于第二圆柱的顶端。/n...

【技术特征摘要】
1.一种适用于塑性泥岩地层快速钻进的PDC钻头，其特征在于，包括钻头本体，钻头本体上设五个刀翼，五个刀翼绕钻头本体的中心轴线圆周间隔分布；其特征在于，五个刀翼在钻头本体的圆周方向上的分布角度分别为0°、79°、155°、220°、295°；
分布角度为0°的刀翼表面由顶端向下依次分布有1号、3号、6号、11号、16号、21号切削齿；分布角度为79°的刀翼表面由顶端向下依次分布有9号、14号、19号、24号切削齿；分布角度为155°的刀翼表面由顶端向下依次分布有4号、8号、13号、18号、23号切削齿；分布角度为220°的刀翼表面由顶端向下依次分布有2号、5号、10号、15号、20号、25号切削齿；分布角度为295°的刀翼表面由顶端向下依次分布有7号、12号、17号、22号切削齿；
其中1号、2号、3号、4号、5号、6号、8号、10号、11号、13号、15号、16号切削齿是第一圆齿；7号、9号、12号、14号、17号、18号、19号、20号、21号、22号、23号、24号、25号切削齿是第二圆齿；第一圆齿包括第一圆柱、第一切削面、第二切削面以及第三切削面；第一切削面、第二切削面以及第三切削面呈三角形分布于圆柱的顶端；所述第二圆齿包括第二圆柱以及圆形切削面；圆形切削面形成于第二圆柱的顶端。


2.如权利要求1所述的适用于塑性泥岩地层快速钻进的PDC钻头，其特征在于，刀翼包括内锥部、外肩部以及切径部，内锥部的一端延伸至钻头本体的顶端面；内锥部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖新宇，陈俊勇，
申请(专利权)人：洲际海峡能源科技有限公司，深圳新速通石油工具有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51