CN104100204B - 一种组合式pdc钻头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式PDC钻头，属于钻探用钻头技术领域。本发明的组合式PDC钻头，包括钻头体（1）、保径短节（2）、转换接头（3），其特征在于：钻头体（1）的一端设置有固定刀翼（11），另一端设置有连接螺纹（13），保径短节（2）装配在固定刀翼（11）和连接螺纹（13）之间；钻头体（1)的连接螺纹（13）与转换接头（3）的连接螺纹（33）旋合，保径短节（2）被固定在转换接头（3）和固定刀翼（11）之间。本发明的钻头是一种组合式结构，在钻头保径磨损后只需要更换保径短节，而不用更换整只钻头，显著降低钻头的使用成本；可以在钻井现场根据钻井条件更换不同结构的保径短节，有利于提高钻井效率。

Description

一种组合式PDC钻头

技术领域

本发明涉及石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等领域使用的钻探用钻头，具体的讲是涉及一种组合式PDC钻头。

背景技术

PDC钻头作为石油、天然气开采行业中一种常用的井下工具，钻头为了顺利的从钻井平台下到井底，通常会在井底以上数百米的位置开始进行长距离的划眼，直到划到井底。若遇研磨性较强的地层，钻头的保径会很快磨损，有时甚至会发生钻头还没有向下划眼到井底就因保径磨损而报废的现象。

在钻井过程中，井壁岩石在钻井液的浸泡中易于膨胀，井径缩小；钻井液中的岩屑也容易粘附在井壁上。为了提高井眼质量，需要经常对钻柱进行短体，使钻头往上倒划眼。来回的短提和划眼使钻头的保径特别容易磨损。

现有技术中，PDC钻头的保径结构与钻头体是成一体的，在钻头的主切削结构还能正常使用的情况下，因钻头保径磨损而报废就不得不跟换新的钻头，使用钻头的成本较高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种组合式PDC钻头,可以在钻井现场根据钻井条件更换不同的保径短节，有利于提高钻井效率；保径磨损后只需要更换保径短节，而不用更换整只钻头，降低钻头的使用成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种组合式PDC钻头，包括钻头体、保径短节、转换接头，其特征在于：钻头体的一端设置有固定刀翼，另一端设置有连接螺纹，保径短节装配在固定刀翼和钻头体的连接螺纹之间；钻头体的连接螺纹与转换接头的连接螺纹旋合，保径短节被固定在转换接头和固定刀翼之间，保径短节不能产生轴向移动。

在上述技术方案中，所述钻头体的固定刀翼的端面上设置有孔，保径短节的保径块的端面设置有销，固定刀翼与保径块通过销孔连接，防止保径短节在使用过程中发生周向转动。固定刀翼和保径块在周向的宽度和分布角度相同，其数量也相同，这样使固定翼与保径块周向和轴向对齐，相邻固定刀翼之间的钻头排屑槽连续不间断；使组合式的钻头结构从外观看来与现有技术的PDC钻头一致，不影响钻头的水力结构，钻头的排屑能力不受影响。

转换接头一端的连接螺纹是母扣，与钻头体的公扣连接螺纹旋合连接；转换接头的另一端的连接螺纹是公扣，在使用时与钻柱连接。同时转换接头的外圆面还设置有卸扣槽，方便钻头的拆装。转换接头起到了连接钻头体和钻柱的作用，并传递扭矩给钻头，使钻柱带动钻头能在井底正常的转动和钻进。

在钻头进行长距离的划眼作业和反复短提倒划眼作业，钻头的保径磨损后，而钻头固定刀翼上的主切削结构能够正常使用，可以使钻头体和转换接头松扣，更换新的保径短节，而不必更换整只新钻头，能够显著地降低钻头的使用成本。同时还可以根据钻井条件，跟换不同结构的保径短节，使钻头适应地层的能力增强，提高钻井效率。

附图说明

下面结合附图和本发明的实施方式对本发明做作进一步的说明。

图1是本发明组合式PDC钻头装配示意图。

图2是本发明组合式PDC钻头三维外观图。

图3是本发明的保径短节采用短保径的结构图。

图4是本发明的保径短节采用长保径的结构图。

图中标记：1-钻头体、11-固定刀翼、12-固定刀翼端面的孔、13-钻头体的连接螺纹、14-主切削结构、15-刀翼之间排屑槽；2-保径短节、21-销、22-保径块、23-保径块之间排屑槽；3-转换接头、31-连接螺纹（公扣）、32-卸扣槽、33-连接螺纹（母扣）。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示意的表示出了本发明组合式PDC钻头的主体结构，它包括钻头体1、保径短节2、转换接头3，其特征在于：钻头体1的一端设置有固定刀翼11，另一端设置有连接螺纹13，保径短节2装配在固定刀翼11和钻头体1的连接螺纹13之间；钻头体1的连接螺纹13与转换接头3的连接螺纹33旋合，保径短节2被固定在转换接头3和固定刀翼11之间，保径短节2不能产生轴向移动。

在钻头体1的每个固定刀翼11的端面上都设置有一个圆孔12，在保径短节2的每个保径块22的端面上都设置有圆销21，该圆销21与保径块22成为一体。装配保径短节2时，圆销21插入圆孔12内，使固定刀翼11的端面与保径块22的端面接触。圆销21与圆孔12成小间隙配合，方便保径短节2的装卸。

如图2所示，保径短节2装配在钻头体1上后，保径块22与固定刀翼11之间轴向和周向都处于对齐状态。这就要求固定刀翼11和保径块22的宽度、数量和周向分布的角度都相同。这样固定刀翼11之间的排屑槽15和保径块22之间的排屑槽23相互连通，平稳过度，使组合式的钻头结构从外观看来与现有技术的PDC钻头一致，不影响钻头的水力结构，钻头的排屑能力不受影响。

转换接头3一端的连接螺纹33是母扣，与钻头体的公扣连接螺纹13旋合连接；转换接头3的另一端的连接螺纹31是公扣，在使用时与钻柱连接。同时转换接头3的外圆面还设置有卸扣槽32，方便钻头的拆装和更换保径短节2。转换接头3起到了连接钻头体1和钻柱的作用，并传递扭矩给钻头，使钻柱带动钻头能在井底正常的转动和钻进。

在钻头主切削结构14还能正常工作的条件下，钻头保径磨损后，需要跟换钻头的保径短节2，可以根据钻井的实际条件，更换与原结构一致的保径短节2，也可以更换与原结构不同的保径短节2。如图3所示的保径短节2的保径块工作面在轴向的工作长度较短；如图4所示的保径短节2的保径块工作面在轴向的工作长度较长，但这两种保径短节2的总长度一致，不影响钻头的装配和正常使用。在钻井现场，能快速速更换新的保径短节2，而不是更换整只钻头，有利于降低钻井成本；而更换不同结构的保径短节2，使钻头适应地层的能力增强，达到提高钻井效率的目的。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，

而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种组合式PDC钻头，包括钻头体（1）、保径短节（2）、转换接头（3），其特征在于：钻头体（1）的一端设置有固定刀翼（11），另一端设置有连接螺纹（13），保径短节（2）装配在固定刀翼（11）和连接螺纹（13）之间；钻头体（1）的连接螺纹（13）与转换接头（3）的连接螺纹（33）旋合，保径短节（2）被固定在转换接头（3）和固定刀翼（11）之间；所述钻头体（1）的固定刀翼(11)的端面上设置有孔（12），保径短节（2）的保径块（22）的端面设置有销（21），固定刀翼（11）与保径块（22）通过销孔连接，防止保径短节（2）在使用过程中发生周向转动；所述转换接头（3）通过连接螺纹（33）与钻头体连接，通过连接螺纹（31）与钻柱连接。

2.根据权利要求1所述的一种组合式PDC钻头，其特征在于：所述固定刀翼（11）和保径块（22）的数量相同；所述固定刀翼（11）和保径块（22）的宽度相同；所述固定刀翼（11）和保径块（22）在周向的分布角度相同。

3.根据权利要求1所述的一种组合式PDC钻头，其特征在于：所述转换接头（3）的外圆设置有卸扣槽（32）。