适用于泥岩中钻进的PDC钻头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于泥岩中钻进的PDC钻头，包括钻头本体,钻头本体顶部设有第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼和第四刀翼；第一刀翼的冠部由内到外依次设有两个圆齿和两个尖齿；第二刀翼的冠部由内到外依次设有三个尖齿；第三刀翼的冠部设有两个圆齿；第四刀翼的侧部设有一组圆齿；钻头本体旋转钻进时通过第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼和第四刀翼冠部的布齿，能够在钻头本体顶部形成圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿排列的切割轨迹，利用每个尖齿的尖锐特性划入划破岩层，形成钻头与井底岩层接触的多个分割破裂环断面，再通过与尖齿间隔搭配的圆齿发挥切削断面作用，从而起到综合切削破碎岩层达到高速钻进的效果。达到高速钻进的效果。达到高速钻进的效果。

【技术实现步骤摘要】
适用于泥岩中钻进的PDC钻头


[0001]本技术涉及石油装备
，具体涉及一种适用于泥岩中钻进的PDC钻头。

技术介绍

[0002]一般常规钻进PDC石油钻头是刀翼分布式，按照抛物线井底轨迹布满圆型金刚石复合片，这种复合片布齿的钻头比较适合岩层致密或坚硬的工况，并且能够取得理想的钻进进尺和机速，但在地质软、塑性强以及弹性强的泥岩工况中便失去工作效能，不仅不能够取得理想钻进效果，而且整个钻进工序相当的耗时和耗费用，因此专利技术人想设计一种应用于泥岩一类地质较软的岩层的专用钻头。

技术实现思路

[0003]本技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供适用于泥岩中钻进的PDC钻头，其结构合理，能够针对泥岩塑性、弹性较强的地质特点，利用每个尖齿的尖锐特性划入划破岩层，进而形成钻头与井底岩层接触的多个分割破裂环断面，再通过与尖齿间隔搭配的圆齿发挥切削断面作用，从而起到综合切削破碎岩层达到高速钻进的效果。
[0004]本技术的技术方案是：
[0005]适用于泥岩中钻进的PDC钻头，包括钻头本体,所述钻头本体顶部设有第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼和第四刀翼；
[0006]所述第一刀翼的冠部由内到外依次间隔设有两个圆齿和两个尖齿，所述第一刀翼的侧部设有一组圆齿；
[0007]所述第二刀翼的冠部由内到外间隔设有三个尖齿，所述第二刀翼的侧部设有一组圆齿；
[0008]所述第三刀翼的冠部由内到外间隔设有两个圆齿，所述第三刀翼的侧部设有一组圆齿；
[0009]所述第四刀翼的冠部设有一个圆齿，所述第四刀翼的侧部设有一组圆齿；
[0010]所述钻头本体旋转钻进时通过第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼和第四刀翼冠部的布齿，能够在钻头本体顶部形成圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿排列的切割轨迹。
[0011]优选的，所述第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼和第四刀翼侧部的四组圆齿沿钻头本体的轴线方向呈间隔交错的排列。
[0012]优选的，每组所述圆齿的数量分别为3至5个。
[0013]优选的，所述钻头本体内设有中空的水道，并且钻头本体顶部位于相邻两组刀翼之间设有与水道连通的水孔。
[0014]优选的，所述钻头本体顶部相邻两组刀翼之间的水孔数量为2个。
[0015]优选的，所述第一刀翼和第二刀翼位于钻头本体顶部两侧交错排列，所述第三刀翼和第四刀翼位于钻头本体顶部两侧对称排列。
[0016]本技术与现有技术相比较，具有以下优点：
[0017]通过在钻头本体的刀翼上的布齿方式能够在旋转钻进时在钻头顶部形成圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿排列的切割轨迹，这种切削轨迹能够克服泥岩塑性、弹性较强的地质特点，利用每个尖齿的尖锐特性划入划破岩层，进而形成钻头接触的井底岩层多个分割破裂环断面，利用每个圆齿发挥切削断面作用，并通过圆齿和尖齿的间隔排列，起到综合切削破碎岩层，达到高速的钻进进尺效果。
附图说明
[0018]图1为本技术的结构示意图；
[0019]图2为二维图平面整体切削轨迹示意图；
[0020]图3为第一刀翼的布齿结构示意图；
[0021]图4为第二刀翼的布齿结构示意图；
[0022]图5为第三刀翼的布齿结构示意图；
[0023]图6为第四刀翼的布齿结构示意图；
[0024]图中：1、第一刀翼，2、第二刀翼，3、第三刀翼，4、第四刀翼，5、水孔，6、钻头本体，7、侧部，8、冠部，9、圆齿，10、尖齿，11、水道。
具体实施方式
[0025]下面是结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0026]实施例1
[0027]参照图1和图2所示，适用于泥岩中钻进的PDC钻头，包括钻头本体6,钻头本体6顶部设有第一刀翼1、第二刀翼2、第三刀翼3和第四刀翼4，其中第一刀翼1和第二刀翼2位于钻头本体顶部两侧交错排列，所述第三刀翼3和第四刀翼4位于钻头本体顶部两侧对称排列。
[0028]参照图3所示，第一刀翼1的冠部8由内到外依次设有两个圆齿9和两个尖齿10，第一刀翼1的侧部7设有3至5个圆齿9。
[0029]参照图4所示，第二刀翼2的冠部8由内到外设有三个尖齿10，第二刀翼2的侧部7设有3至5个圆齿9。
[0030]参照图5所示，第三刀翼3的冠部8由内到外设有两个圆齿9，第三刀翼3的侧部7设有3至5个圆齿9。
[0031]参照图6所示，第四刀翼4的冠部8设有一个圆齿9，第四刀翼4的侧部7设有3至5个圆齿9。
[0032]其中上述圆齿9具体呈圆柱形结构，尖齿10具体是一侧呈半圆形结构，另一侧呈三角形结构。
[0033]参照图2所示，钻头本体6旋转钻进时，通过第一刀翼1、第二刀翼2、第三刀翼3和第四刀翼4冠部8的布齿，能够在钻头本体6顶部形成圆齿9—尖齿10—圆齿9—尖齿10—圆齿9—尖齿10—圆齿9—尖齿10—圆齿9—尖齿10排列的切割轨迹。
[0034]本技术针对泥岩塑性、弹性较强的地质特点，通过在钻头本体6顶部形成的多组圆齿9、尖齿10连续交错间隔排列的切割轨迹，利用每个尖齿10的尖锐特性划入划破岩层，进而形成钻头与井底岩层接触的多个分割破裂环断面，再通过与尖齿10间隔搭配的圆
齿9发挥切削断面作用，从而起到综合切削破碎岩层达到高速钻进的效果。
[0035]另外第一刀翼1、第二刀翼2、第三刀翼3和第四刀翼4侧部7的四组圆齿9沿钻头本体6的轴线方向呈间隔交错的排列，并通过将四组圆齿9的间隔排列方式，能够在钻头本体6头部外周形成密集排列且相互平行的多个环形切割轨迹，从而钻得的井筒内壁更加平整。
[0036]实施例2
[0037]本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，具体是：
[0038]钻头本体6内设有中空的水道11，并且钻头本体6顶部位于相邻两组刀翼之间设有与水道11连通的水孔5，其中相邻两组刀翼之间的水孔5数量优为2个。
[0039]通过在相邻两组刀翼之间设置的水孔5，能够与水道11进行连通，从而在钻进作业时钻井液由水道11和水孔5对钻头前端进行冲刷，并将破碎的岩屑通过两组刀翼之间的槽状通道冲向钻杆和井壁之间的环空空间，最后冲出井口进行收集。
[0040]本技术并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适用于泥岩中钻进的PDC钻头，包括钻头本体,其特征在于：所述钻头本体顶部设有第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼和第四刀翼；所述第一刀翼的冠部由内到外依次间隔设有两个圆齿和两个尖齿，所述第一刀翼的侧部设有一组圆齿；所述第二刀翼的冠部由内到外间隔设有三个尖齿，所述第二刀翼的侧部设有一组圆齿；所述第三刀翼的冠部由内到外间隔设有两个圆齿，所述第三刀翼的侧部设有一组圆齿；所述第四刀翼的冠部设有一个圆齿，所述第四刀翼的侧部设有一组圆齿；所述钻头本体旋转钻进时通过第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼和第四刀翼冠部的布齿，能够在钻头本体顶部形成圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿—圆齿—尖齿排列的切割轨迹。2.根据权利要求1所述的适用于泥岩中钻进的PDC钻头，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红鑫，张勤亮，韩增文，蔡成镜，徐昌旭，
申请(专利权)人：胜利油田海胜实业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：