CN103776712A - 一种用于测定pdc钻凿特性的模拟钻头 - Google Patents

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赵秀菊
马凤清
燕静
郭淑玲
程鹏
杨宁宁
吴明波
张忠乾
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Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Administration Bureau
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China Petroleum and Chemical Corp
Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Administration Bureau
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Abstract

本发明专利涉及一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，是一种在人造聚晶金刚石（PDC）钻凿特性测定试验装置上使用的模拟钻头。所述模拟钻头由钻头体、PDC复合片、压片组成，其结构为：钻头体上加工有中心孔和水眼，水眼分布在钻头体一侧，且水眼中心线与钻头体中心轴线成20°角，钻头底部加工内外两个相同的预制槽，预制槽内通过压片固定PDC复合片。其优点是可以测量PDC作为切削齿在受力与旋转并伴有无规律振动、冲击的状态下PDC的钻凿特性；而且切削方式为单片单轨迹切削，有利于提高试验效果的可比性与试验质量。

Description

一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头
技术领域
本发明专利涉及实验钻头领域，具体是一种在PDC（人造聚晶金刚石）钻凿特性测定试验装置上使用的模拟钻头，通过对岩石进行模拟钻进来测定PDC的钻凿特性。
背景技术
模拟钻头是测定PDC钻凿特性的必备部件之一，其结构设计的合理性对于评价PDC的钻凿特性具有重要意义。PDC钻凿特性是指PDC作为切削齿在受力与旋转并伴有无规律振动、冲击状态下钻凿地层岩石所具有的工程特性。测定的PDC钻凿特性可为PDC钻头生产厂根据不同地层特性选择合适的PDC制造钻头提供依据与检测方法，同时也为PDC生产制造商改进和提高其产品质量提供技术支持。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的需要，在模拟钻头的设计中，为保证实现既能钻进成孔，又能在小进尺钻进后PDC钻进效果出现显著变化的工作目标，提出了一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头。应用该模拟钻头对岩石进行模拟钻进实验，从而测定PDC的钻凿特性。
本发明的用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，包括钻头体、PDC复合片。所述钻头体沿轴线上分布有中心孔，并在中心孔外预制有至少一个与中心孔贯通的倾斜水眼；钻头底部预制有两个平行布置在钻头中心孔两侧的内、外预制槽， 两个PDC复合片分别由压片固定在内、外预制槽内形成双片、双轨嵌压式结构。
上述方案进一步包括：所述内预制槽紧靠钻头体的中心孔，内、外预制槽相距为一个PDC复合片直径的距离。
所述水眼中心线与钻头体中心轴线成15-25°角。
所述压片上有一螺孔，钻头体上有与之相对应的螺孔，用螺钉将PDC复合片固定在钻头体上。
本发明的模拟钻头采用双片、双轨嵌压式的设计结构，在运行的时候，每个PDC片各有自己的轨迹，有利于提高试验效果的可比性与试验质量，保证切削面完整。
利用本发明的模拟钻头应用在人造聚晶金刚石（PDC）钻凿特性测定试验装置上，用PDC模拟钻头对岩石进行模拟钻进试验测定PDC的钻凿特性。其优点是可以测量PDC作为切削齿在受力与旋转并伴有无规律振动、冲击的状态下PDC的钻凿特性。
附图说明
图1为模拟钻头结构示意图；
图2为图1的左视图。
图中：1 内侧PDC复合片，2 外侧PDC复合片，3 水眼，4 钻头体，5 中心孔，6 螺钉，7 外侧预制槽，8 内侧预制槽，9 压片。  
具体实施方式
参照附图1和2对本发明作进一步阐述。
实施例1
一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，包括钻头体4、PDC复合片1，钻头体4沿轴线上分布有中心孔5，并在中心孔5外预制有至少一个与中心孔5贯通的倾斜水眼3；钻头底部预制有两个平行布置在钻头中心孔5两侧的内、外预制槽8、7， 两个PDC复合片1分别由压片9固定在内、外预制槽8、7内，形成双片、双轨嵌压式结构。
实施例2
一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，包括钻头体4、PDC复合片1，钻头体4沿轴线上分布有中心孔5，并在中心孔5外预制有至少一个与中心孔5贯通的倾斜水眼3；钻头底部预制有两个平行布置在钻头中心孔5两侧的内、外预制槽8、7， 两个PDC复合片1分别由压片9固定在内、外预制槽8、7内，形成双片、双轨嵌压式结构。内预制槽8紧靠钻头体的中心孔5，内、外预制槽8、7相距为一个PDC复合片1直径的距离。
实施例3
一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，包括钻头体4、PDC复合片1，钻头体4沿轴线上分布有中心孔5，并在中心孔5外预制有至少一个与中心孔5贯通的倾斜水眼3；钻头底部预制有两个平行布置在钻头中心孔5两侧的内、外预制槽8、7， 两个PDC复合片1分别由压片9固定在内、外预制槽8、7内，形成双片、双轨嵌压式结构。3水眼中心线与钻头体4中心轴线成15-25°角。
实施例4
一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，包括钻头体4、PDC复合片1，钻头体4沿轴线上分布有中心孔5，并在中心孔5外预制有至少一个与中心孔5贯通的倾斜水眼3；钻头底部预制有两个平行布置在钻头中心孔5两侧的内、外预制槽8、7， 两个PDC复合片1分别由压片9固定在内、外预制槽8、7内，形成双片、双轨嵌压式结构。3水眼中心线与钻头体4中心轴线成15-25°角。内预制槽8紧靠钻头体的中心孔5，内、外预制槽8、7相距为一个PDC复合片1直径的距离。
实施例5
一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，包括钻头体4、PDC复合片1，钻头体4沿轴线上分布有中心孔5，并在中心孔5外预制有至少一个与中心孔5贯通的倾斜水眼3；钻头底部预制有两个平行布置在钻头中心孔5两侧的内、外预制槽8、7， 两个PDC复合片1分别由压片9固定在内、外预制槽8、7内，形成双片、双轨嵌压式结构。3水眼中心线与钻头体4中心轴线成15-25°角。压片9上有一螺孔，钻头体4上有与之相对应的螺孔，用螺钉将PDC复合片1固定在钻头体4上。
实施例6
一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，由钻头体4、PDC复合片1和2、螺钉6、压片9组成，钻头体4上分布有中心孔5和水眼3，钻头底部设计有外预制槽7和内预制槽8；内、外预制槽平行分布在模拟钻头中心孔5的两侧，内预制槽8紧靠钻头体4的中心孔，外预制槽7与内预制槽8相距为一个PDC复合片直径；将两个相同的PDC复合片分别嵌入内、外预制槽内，用压片9和螺钉6固定在钻头体4上；水眼3分布在钻头体4一侧，且水眼3中心线与钻头体4中心轴线成20°角。
实施例7
一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，由钻头体4、PDC复合片1和2、螺钉6、压片9组成，钻头体4上分布有中心孔5和水眼3，钻头底部设计有外预制槽7和内预制槽8；内、外预制槽平行分布在模拟钻头中心孔5的两侧，内预制槽8紧靠钻头体4的中心孔，外预制槽7与内预制槽8相距为一个PDC复合片直径；将两个相同的PDC复合片分别嵌入内、外预制槽内，用压片9和螺钉6固定在钻头体4上；水眼3分布在钻头体4一侧，且水眼3中心线与钻头体4中心轴线成15°角。
实施例8
一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，由钻头体4、PDC复合片1和2、螺钉6、压片9组成，钻头体4上分布有中心孔5和水眼3，钻头底部设计有外预制槽7和内预制槽8；内、外预制槽平行分布在模拟钻头中心孔5的两侧，内预制槽8紧靠钻头体4的中心孔，外预制槽7与内预制槽8相距为一个PDC复合片直径；将两个相同的PDC复合片分别嵌入内、外预制槽内，用压片9和螺钉6固定在钻头体4上；水眼3分布在钻头体4一侧，且水眼3中心线与钻头体4中心轴线成25°角。
本发明应用在《PDC钻凿特性测定试验装置》（专利号：200920007005.1）的实验装置上，打开冷却水管线，使冷却水通过水眼和中心孔流出钻头，起到冷却钻头和携带岩屑的作用；然后，启动PDC钻凿特性测定试验装置，进行钻凿特性测定试验。实验结束后，卸掉模拟钻头，松开螺钉和压片，从外侧预制槽和内侧预制槽中分别取出PDC复合片进行测量分析，计算PDC复合片的钻凿特性。

Claims (5)

1.一种用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，包括钻头体、PDC复合片，其特征在于：所述钻头体沿轴线上分布有中心孔，并在中心孔外预制有至少一个与中心孔贯通的倾斜水眼；钻头底部预制有两个平行布置在钻头中心孔两侧的内、外预制槽， 两个PDC复合片分别由压片固定在内、外预制槽内，形成双片、双轨嵌压式结构。
2.根据权利要求1所述的用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，其特征在于：所述内预制槽紧靠钻头体的中心孔，内、外预制槽相距为一个PDC复合片直径的距离。
3.根据权利要求1所述的用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，其特征在于：所述水眼中心线与钻头体中心轴线成15-25°角。
4.根据权利要求2所述的用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，其特征在于：所述水眼中心线与钻头体中心轴线成15-25°角。
5.根据权利要求3或4所述的用于测定PDC钻凿特性的模拟钻头，其特征在于：所述压片上有一螺孔，钻头体上有与之相对应的螺孔，用螺钉将PDC复合片固定在钻头体上。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104596875A (zh) * 2014-12-19 2015-05-06 河南晶锐超硬材料有限公司 一种聚晶金刚石复合片热稳定性的检测方法
CN108222845A (zh) * 2018-04-09 2018-06-29 成都百施特金刚石钻头有限公司 钻采工具用环状切削合金齿
CN113405895A (zh) * 2021-05-31 2021-09-17 西南石油大学 一种用于刮切与冲击复合破岩试验的夹具

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1727634A (zh) * 2004-07-28 2006-02-01 曲聪 一种新型石油钻头
CN2771456Y (zh) * 2005-02-14 2006-04-12 徐西昌 高效排粉中软岩金刚石复合片钻头
US20100038145A1 (en) * 2008-08-12 2010-02-18 Smith International, Inc. Hardfacing compositions for earth boring tools
CN101942967A (zh) * 2010-09-15 2011-01-12 中国石油大学(北京) 减压提速的钻头水力结构和钻头
CN201865584U (zh) * 2010-11-04 2011-06-15 中国海洋石油总公司 一种减压提速的钻头结构
CN202300205U (zh) * 2011-10-20 2012-07-04 山西民华实业有限公司 加强型金刚石复合全片锚杆钻头
CN202348119U (zh) * 2011-10-10 2012-07-25 杨岗 金刚石复合片锚杆钻头

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1727634A (zh) * 2004-07-28 2006-02-01 曲聪 一种新型石油钻头
CN2771456Y (zh) * 2005-02-14 2006-04-12 徐西昌 高效排粉中软岩金刚石复合片钻头
US20100038145A1 (en) * 2008-08-12 2010-02-18 Smith International, Inc. Hardfacing compositions for earth boring tools
CN101942967A (zh) * 2010-09-15 2011-01-12 中国石油大学(北京) 减压提速的钻头水力结构和钻头
CN201865584U (zh) * 2010-11-04 2011-06-15 中国海洋石油总公司 一种减压提速的钻头结构
CN202348119U (zh) * 2011-10-10 2012-07-25 杨岗 金刚石复合片锚杆钻头
CN202300205U (zh) * 2011-10-20 2012-07-04 山西民华实业有限公司 加强型金刚石复合全片锚杆钻头

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙明光等: "新型PDC钻头设计", 《石油钻采工艺》 *
孙明光等: "适合多夹层地层PDC钻头设计及应用", 《石油学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104596875A (zh) * 2014-12-19 2015-05-06 河南晶锐超硬材料有限公司 一种聚晶金刚石复合片热稳定性的检测方法
CN104596875B (zh) * 2014-12-19 2017-10-13 河南晶锐新材料股份有限公司 一种聚晶金刚石复合片热稳定性的检测方法
CN108222845A (zh) * 2018-04-09 2018-06-29 成都百施特金刚石钻头有限公司 钻采工具用环状切削合金齿
CN108222845B (zh) * 2018-04-09 2024-04-26 成都百施特金刚石钻头有限公司 钻采工具用环状切削合金齿
CN113405895A (zh) * 2021-05-31 2021-09-17 西南石油大学 一种用于刮切与冲击复合破岩试验的夹具
CN113405895B (zh) * 2021-05-31 2022-11-04 西南石油大学 一种用于刮切与冲击复合破岩试验的夹具

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