CN107606159A - 一种pdc钻头水眼防堵结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PDC钻头水眼防堵结构。水眼在PDC钻头钻井下钻前安装有堵头，堵头为弹性材料制成的“T”形结构，“T”形结构的脚端位于水眼孔中并与孔过盈配合，过盈量为0.1‑0.15mm，堵头“T”形结构的头部为“十”形结构，“十”形结构与水眼孔口边缘的凹槽嵌入配合并约束定位固定。本发明采用0.1‑0.15mm的过盈量装配，防止下钻过程中由于摩擦力不够堵头脱落，还保证钻头到达井底后，避免泥浆不能冲掉的情况；头部的“十”形结构设计与凹槽嵌入配合，进一步稳定堵头在下钻过程中的固定状态，配合过盈设计既保证了临时保护水眼的需要，在钻进开始时也能方便地通过水眼喷浆实现脱落。
Description
技术领域
本发明属于钻头设计制造技术领域，尤其属于一种石油、地质用回转钻进钻头的设计与制造技术，特别涉及一种PDC钻头水眼防堵结构。
背景技术
目前，在石油、地质等领域广泛使用包括PDC齿作为切削齿的回转钻进钻头，这类钻头简称PDC钻头。PDC钻头具有机械钻速高，钻头进尺寿命长等优点。由于在钻井过程中，裸眼段很长，难免出现缩井的井段，通常情况下单只钻头很难打完一个裸眼段，在钻头失效的时候就必须起钻换钻头，新钻头在下钻过程中，穿缩井段的时候，由于缩井段井径小于钻头外径，钻头就会刮井壁，钻头流道处就会不断积累岩屑，此时泥浆泵是停止的，水眼处没有压力，岩屑会慢慢堆积到水眼，造成堵水眼，影响钻头的正常使用；即使没有缩井的井段，由于井眼是弯曲的，在拐角处，也会出现钻头刮井壁的情况，造成堵水眼现象。为了解决这一难题，各大钻头公司尝试了很多方法，包括钻头表面涂抹防泥浆涂层、钢体钻头表面渗负离子层、钻头整体加钢丝网罩等；其目的就是降低钻头下钻过程中堵水眼的概率，表面涂层的在下钻过程中很快就被磨掉，可能还钻头还没有到井底，涂层就没有了；表面渗负离子层只实用用钢体钻头，胎体钻头由于材料的限制，没有办法使用该办法，而且周期长，成本高，很难推广；加钢丝网罩的办法，由于操作比较繁琐加上网罩是金属材质掉在井底容易出现对钻头不利情况，反而可能影响钻头正常使用，所以也没有得到推广。现在钻头下钻过程中堵水眼问题就是钻头普遍存在又没有解决的难题。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种PDC钻头水眼防堵结构。本发明要解决的问题提供一种防止钻头下钻过程中水眼堵塞问题的防堵结构方案。
本发明通过以下方案实现：
PDC钻头水眼防堵结构，所述PDC钻头具有用于喷水助钻的水眼，其特征在于：所述水眼在PDC钻头钻井下钻前安装有堵头，所述堵头为弹性材料制成的“T”形结构，“T”形结构的脚端位于水眼孔中并与孔过盈配合。
所述堵头与水眼孔的过盈量为0.1-0.15mm。
所述堵头“T”形结构的头部为“十”形结构，“十”形结构与水眼孔口边缘的凹槽嵌入配合并约束定位固定。
本发明采用如橡胶材料制成的堵头，且采用堵头与水眼内孔过盈配合的结构。在钻头下到井底后，依靠泵压将堵头冲掉，防止水眼堵塞，同时钻头恢复正常工作。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
本发明采用弹性材料如丁晴橡胶制作水眼堵头，采用0.1-0.15mm的过盈量装配，既保证了0.5KN的最小摩擦力，防止下钻过程中由于摩擦力不够堵头脱落，又保证了1.5KN最大摩擦力，使钻头到达井底后，避免泥浆不能冲掉的情况。
采用弹性材料，如橡胶，价格便宜；安装方便，可操作性强；堵头掉到井底由于橡胶材料很软，很容易被钻头破坏掉，不会影响钻头使用。
头部的“十”形结构设计与凹槽嵌入配合，进一步稳定堵头在下钻过程中的固定状态，配合过盈设计既保证了临时保护水眼的需要，在钻进开始时也能方便地通过水眼喷浆实现脱落。
附图说明
图1是本发明水眼防堵结构截面示意图；
图2是本发明水眼防堵结构端面示意图。
图中，1是水眼，2是堵头。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，本实施例只用于对本发明进行进一步的说明，但不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
结合附图。
PDC钻头水眼防堵结构，PDC钻头具有用于喷水助钻的水眼1，水眼1在PDC钻头钻井下钻前安装有堵头2，所述堵头2为弹性材料制成的“T”形结构，“T”形结构的脚端位于水眼1孔中并与孔过盈配合。
堵头2与水眼1孔的过盈量为0.1-0.15mm。
堵头2“T”形结构的头部为“十”形结构，“十”形结构与水眼1孔口边缘的凹槽嵌入配合约束定位固定。
如图1，图2所示，本发明采用弹性材料如橡胶制作堵头2，堵头2与水眼1内孔过盈配合，同时堵头2“T”形结构的头部与水眼1孔口边缘的凹槽嵌入配合，本例采用头部“十”形结构与水眼1边缘凹槽限位约束定位固定。
钻头在下钻前，每个水眼1孔安装一个与之配套的堵头2，在下钻过程中由于水眼1是堵住的，岩屑没有办法堆积到水眼1里面，不会造成堵塞水眼1，在钻头下到井底，开泵准备打钻的时候，泥浆就会将堵头2冲掉，钻头开始正常工作。
Claims (3)
1.一种PDC钻头水眼防堵结构，所述PDC钻头具有用于喷水助钻的水眼，其特征在于：所述水眼在PDC钻头钻井下钻前安装有堵头，所述堵头为弹性材料制成的“T”形结构，“T”形结构的脚端位于水眼孔中并与孔过盈配合。
2.根据权利要求1所述PDC钻头水眼防堵结构，其特征在于：所述堵头与水眼孔的过盈量为0.1-0.15mm。
3.根据权利要求2所述PDC钻头水眼防堵结构，其特征在于：所述堵头“T”形结构的头部为“十”形结构，“十”形结构与水眼孔口边缘的凹槽嵌入配合约束定位固定。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020062741A1 (zh) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 西南石油大学 | 一种深井难钻地层高效复合钻头 |
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