CN110725652A - 可钻式套管钻井钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可钻式套管钻井钻头，包括本体、承扭环、可钻芯体，本体为两端贯通结构，本体一端设有套管接口，本体另一端通过偏梯扣螺纹连接有可钻芯体，且本体与可钻芯体通过侧壁安装若干个销钉进行径向固定，可钻芯体套管螺纹上端面顶在承扭环一侧端面上，承扭环另一侧端面顶在本体内孔台阶处，可钻芯体底部安装有若干个可钻水眼，本体与可钻芯体连接端的本体和可钻芯体上分别设有本体刀翼和可钻芯体刀翼，本体刀翼和可钻芯体刀翼为整体结构，整体刀翼数量为3‑10个，且本体刀翼和可钻芯体刀翼上焊接PDC齿。本发明可适应松软地层到中硬地层钻井；当钻达设计井深后直接固井，然后采用常规钻井钻头钻穿钻头芯部，便可进行下一开钻井施工。
Description
技术领域
本发明属于石油钻井装备与工具技术领域，尤其涉及可钻式套管钻井钻头。
背景技术
套管钻井是用套管下部连接钻头，用套管传递扭矩带动钻头旋转钻进。钻达设计深度时，套管留在井内固井用。现有套管分为可取出式钻头和可钻式钻头两种。用可取出式钻头钻井要在固井前先把可取出式钻头取出后才能固井，作业较繁琐，固井前浪费时间，也容易对固井质量产生影响。用可钻式钻头钻井到达设计井深后不取钻头直接固井，等固井完成直接用下一开钻头钻穿可钻式钻头和水泥塞，进行下一步钻井作业，操作方便可靠。可钻式钻头芯部一般采用铝合金，铝合金容易被钻穿，但铝合金熔点较低不能用银焊条钎焊上PDC齿，只能镶嵌聚晶金刚石片，这样只能应用于松软地层，限制了套管钻井可钻式钻头的使用范围。
因此，基于这些问题，提供一种可钻式套管钻井专用钻头，连接在套管下部，可适应松软地层到中硬地层钻井；当钻达设计井深后直接固井，然后采用常规钻井钻头钻穿可钻式套管钻头芯部，便可进行下一开钻井施工，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可钻式套管钻井专用钻头，连接在套管下部，可适应松软地层到中硬地层钻井；当钻达设计井深后直接固井，然后采用常规钻井钻头钻穿可钻式套管钻头芯部，便可进行下一开钻井施工。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
可钻式套管钻井钻头，包括本体、承扭环、可钻芯体，所述本体为两端贯通结构，所述本体一端设有套管接口，所述本体另一端通过偏梯扣螺纹连接有可钻芯体，且所述本体与可钻芯体通过侧壁安装若干个销钉进行径向固定，所述可钻芯体套管螺纹上端面顶在所述承扭环一侧端面上，所述承扭环另一侧端面顶在本体内孔台阶处，所述可钻芯体底部安装有若干个可钻水眼，所述本体与可钻芯体连接端的本体和可钻芯体上分别设有本体刀翼和可钻芯体刀翼，所述本体刀翼和可钻芯体刀翼为整体结构，整体刀翼数量为3-10个，且所述本体刀翼和可钻芯体刀翼上焊接PDC齿。
进一步的，所述可钻水眼包括上部套体、陶瓷水眼、下部套体，所述上部套体、下部套体的外侧壁上均设有密封圈沟槽，所述陶瓷水眼为中空环形结构，且其纵切面为“凸”字型结构，所述上部套体、下部套体内侧壁上设有与所述陶瓷水眼结构相匹配的第一台阶、第二台阶，所述上部套体一端与下部套体一端紧密接触，且所述陶瓷水眼套设在所述上部套体与下部套体形成的腔体内，并通过第一台阶、第二台阶与所述陶瓷水眼的侧壁、底端进行限位。
进一步的，所述上部套体、下部套体材质采用易切削铜合金。
进一步的，所述下部套体与上部套体接触的一端设有凹槽，所述凹槽内可放置垫圈。
进一步的，所述上部套体在与下部套体非接触端设有一个安装用直槽。
进一步的，所述下部套体与上部套体非接触端的端面上设有若干个安装孔。
进一步的，所述上部套体内侧壁上也设有密封圈沟槽。
进一步的，所述下部套体与上部套体的外侧壁上均设有安装螺纹。
进一步的，所述本体一端的套管接口为套管螺纹母扣。明的优点和积极效果是：
1、本发明本体与可钻芯体连接端的本体和可钻芯体上分别设有本体刀翼和可钻芯体刀翼，且本体刀翼和可钻芯体刀翼为整体结构，整体刀翼数量为3-10个，除了可应用于软地层钻井外还可应用于硬地层钻井，且本体刀翼和可钻芯体刀翼上焊接PDC齿，相较于现有技术中的钻头只能镶嵌聚晶金刚石片，扩大了套管钻井可钻式钻头的使用范围；
2、本发明的钻头内设有可钻水眼，可钻式水眼容易钻除，并且耐磨；外部用易切削铜合金制造上部套体和下部套体，易切削铜合金极易被钻除；内部固定有陶瓷水眼，陶瓷水眼具有熔点高、硬度高、强度高、耐磨且具有良好的抗化学腐蚀能力，但脆性大、抗冲击性能差，在钻头钻除时极易破碎，从而连同其它碎屑被钻井液携带返回地面；
3、本发明当钻头钻达设计井深后直接固井，然后采用常规钻井钻头钻穿可钻式套管钻头芯部及可钻式水眼，便可进行下一开钻井施工。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1是本发明实施例提供的可钻式套管钻井钻头结构剖面示意图；
图2是本发明实施例提供的可钻式套管钻井钻头底视图；
图3是本发明实施例提供的可钻式套管钻井钻头侧视图；
图4是本发明实施例提供的可钻式套管钻井钻头的承扭环示意图；
图5为本发明实施例提供的可钻水眼的结构剖面图；
图6为本发明实施例提供的可钻水眼的上部套体的结构剖面图；
图7为本发明实施例提供的可钻水眼的下部套体的结构剖面图；
图8为本发明实施例提供的可钻水眼的陶瓷水眼的结构剖面图；
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面就结合图1至图8来具体说明本发明。
实施例1
如图1～8所示，本实施例提供的可钻式套管钻井钻头，包括本体7、承扭环8、可钻芯体9，所述本体7为两端贯通结构，所述本体7一端设有套管接口，需要说明的是，所述本体7的套管接口为套管螺纹母扣，所述本体7另一端通过偏梯扣螺纹连接有可钻芯体9，且所述本体7与可钻芯体9通过侧壁安装若干个销钉10进行径向固定，所述可钻芯体9套管螺纹上端面顶在所述承扭环8一侧端面上，所述承扭环8另一侧端面顶在本体7内孔台阶处，所述可钻芯体9底部安装有若干个可钻水眼11，所述本体7与可钻芯体9连接端的本体7和可钻芯体9上分别设有本体刀翼12和可钻芯体刀翼13，所述本体刀翼12和可钻芯体刀翼13为整体结构，整体刀翼数量为3-10个，且所述本体刀翼12和可钻芯体刀翼13上焊接PDC齿14，在本实施例中，可以考虑PDC齿采用1308。
所述可钻水眼包括上部套体1、陶瓷水眼3、下部套体5，所述上部套体1、下部套体5的外侧壁上均设有密封圈沟槽4，密封圈沟槽4内可填充O型圈，所述陶瓷水眼3为中空环形结构，且其纵切面为“凸”字型结构，所述上部套体1、下部套体5内侧壁上设有与所述陶瓷水眼3结构相匹配的第一台阶101、第二台阶501，第一台阶101与陶瓷水眼3的侧壁相配合，第二台阶501与陶瓷水眼3的底端相配合，所述上部套体1一端与下部套体5一端紧密接触，具体的，可以考虑：所述下部套体5与上部套体1接触的一端设有凹槽6，所述凹槽6可放置橡胶垫圈，从而使得下部套体5与上部套体1接触紧密；且所述陶瓷水眼3套设在所述上部套体1与下部套体5形成的腔体内，并通过第一台阶101、第二台阶501与所述陶瓷水眼3的侧壁、底端进行限位。
更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述上部套体1在与下部套体5非接触端设有一个安装用直槽102，该安装直槽102的作用是方便利用工具将上部套体1安装到钻井钻头内部。
更进一步来讲，还可以在本发明中考虑，所述下部套体5与上部套体1非接触端的端面上圆周上均匀设有4个安装孔502，该安装孔502的作用是将专用安装工具插入安装孔502将下部套体5从可钻式钻头外部水眼螺纹孔拧入。
需要指出的是，所述上部套体1内侧壁上也设有密封圈沟槽2，密封圈沟槽2内可填充O型圈。
需要指出的是，所述下部套体5与上部套体1的外侧壁上均设有安装螺纹，利用该安装螺纹可将下部套体5与上部套体1旋在钻井钻头内部。
需要指出的是，所述上部套体1、下部套体5材质采用易切削铜合金。
作为举例，在本实施例中，在安装可钻水眼时：将上部套体1内外壁上的密封圈沟槽2、密封圈沟槽4安装上O型圈，用工具从可钻式套管钻井钻头内部把上部套体1通过螺纹拧在加工好的安装水眼处，将陶瓷水眼3从套管钻井钻头外部插入上部套体1内，将下部套体5的密封圈沟槽4、凹槽6安装上O型圈、橡胶垫圈，将下部套体5从套管钻井钻头外部安装水眼处通过螺纹拧入，陶瓷水眼3置于下部套体5内，下部套体5拧紧使上部套体1和下部套体5压紧弹性橡胶垫圈；将安装了可钻水眼的可钻芯体9通过偏梯扣螺纹连接到本体7的一端，并通过销钉10进行径向固定，在加工刀翼及PDC齿时，其数量及大小选择和布齿的疏密由地层软硬程度确定。
需要说明的是，本发明中的固定连接方式采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，在此不再赘述，但由于上述原因，不会影响本领域技术人员的重复再现。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.可钻式套管钻井钻头，其特征在于：包括本体、承扭环、可钻芯体，所述本体为两端贯通结构，所述本体一端设有套管接口，所述本体另一端通过偏梯扣螺纹连接有可钻芯体，且所述本体与可钻芯体通过侧壁安装若干个销钉进行径向固定，所述可钻芯体套管螺纹上端面顶在所述承扭环一侧端面上，所述承扭环另一侧端面顶在本体内孔台阶处，所述可钻芯体底部安装有若干个可钻水眼，所述本体与可钻芯体连接端的本体和可钻芯体上分别设有本体刀翼和可钻芯体刀翼，所述本体刀翼和可钻芯体刀翼为整体结构，整体刀翼数量为3-10个，且所述本体刀翼和可钻芯体刀翼上焊接PDC齿。
2.根据权利要求1所述的可钻式套管钻井钻头，其特征在于：所述可钻水眼包括上部套体、陶瓷水眼、下部套体，所述上部套体、下部套体的外侧壁上均设有密封圈沟槽，所述陶瓷水眼为中空环形结构，且其纵切面为“凸”字型结构，所述上部套体、下部套体内侧壁上设有与所述陶瓷水眼结构相匹配的第一台阶、第二台阶，所述上部套体一端与下部套体一端紧密接触，且所述陶瓷水眼套设在所述上部套体与下部套体形成的腔体内，并通过第一台阶、第二台阶与所述陶瓷水眼的侧壁、底端进行限位。
3.根据权利要求2所述的可钻式套管钻井钻头，其特征在于：所述上部套体、下部套体材质采用易切削铜合金。
4.根据权利要求2所述的可钻式套管钻井钻头，其特征在于：所述下部套体与上部套体接触的一端设有凹槽，所述凹槽内可放置垫圈。
5.根据权利要求2所述的可钻式套管钻井钻头，其特征在于：所述上部套体在与下部套体非接触端设有一个安装用直槽。
6.根据权利要求2所述的可钻式套管钻井钻头，其特征在于：所述下部套体与上部套体非接触端的端面上设有若干个安装孔。
7.根据权利要求2所述的可钻式套管钻井钻头，其特征在于：所述上部套体内侧壁上也设有密封圈沟槽。
8.根据权利要求2所述的可钻式套管钻井钻头，其特征在于：所述下部套体与上部套体的外侧壁上均设有安装螺纹。
9.根据权利要求1-8任一项所述的可钻式套管钻井钻头，其特征在于：所述本体一端的套管接口为套管螺纹母扣。
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