CN203097722U - 一种锥形保径pdc钻头 - Google Patents

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赵晓波
徐建飞
杨波
孙美伟
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Abstract

本实用新型涉及石油天然气钻井技术领域，特别涉及一种PDC钻头，具体地说，是一种锥形保径PDC钻头，该钻头包括钻头基体、刀翼、PDC切削齿和排屑槽，刀翼位于钻头基体冠部，PDC切削齿位于刀翼上，刀翼间的槽状空隙为排屑槽。刀翼末端连接有锥形保径，与井壁接触一面的宽度沿远离刀翼的方向收敛，与排屑槽相邻的两个侧面与钻头轴线间夹角为10～20度，锥形保径的长度小于50mm。采用这种锥形保径结构的PDC钻头减小了保径与井壁的接触面积，进而减小了摩擦力，提高了机械转速，同时间接增大了排屑槽体积，更利于水力清洗。为配合锥形短保径达到更好的定向性能，钻头采用O形栓钉结构、浅内锥中外锥轮廓、中高密度布齿结构和双排切削齿结构。

Description

一种锥形保径PDC钻头
技术领域
本实用新型涉及石油天然气钻井技术领域，特别涉及一种PDC钻头。
背景技术
由于PDC钻头在砂泥岩地层中相比于牙轮钻头有机械钻速高、工作寿命长、进尺多等特征，因此在定向井、水平井施工中广泛应用。目前现有的PDC钻头保径与井壁接触的一面上下宽度相同，在工作中存在一些缺陷：一是保径与井壁间接触面积较大，因此摩擦力较大，容易造成钻头涡动；二是保径的宽度限制了排屑槽体积，不利于水力清洗，容易产生泥包。
实用新型内容
本实用新型的目的是：针对现有PDC钻头在实际应用中存在的与井壁间摩擦力大，容易产生泥包的问题，提供一种新型PDC钻头。
本实用新型的技术方案是：一种锥形保径PDC钻头，包括钻头基体、刀翼、PDC切削齿和排屑槽，刀翼位于钻头基体冠部，PDC切削齿位于刀翼上，刀翼间的槽状空隙为排屑槽。
所述刀翼末端连接有锥形保径，与井壁接触一面的宽度沿远离刀翼的方向收敛，与排屑槽相邻的侧面与钻头轴线间夹角为10～20度，保径的长度小于50mm。
为配合锥形保径达到更好的定向性能，所述PDC钻头的刀翼末端设有O形栓钉，同时钻头采用浅内锥中外锥轮廓，采用中高密度布齿结构，采用双排切削齿结构。
所述O形栓钉的两端为半球形，中间部分为圆柱形。
所述浅内锥是指内锥角为145~165度。
所述中外锥是指外锥高度大于钻头直径的1/8,小于钻头直径的3/8。
所述中高密度布齿设计，是指各PDC切削齿的最小布齿间距为2mm。
所述双排切削齿结构，是指每个刀翼上安装有两排PDC切削齿。
本实用新型的有益效果是：锥形保径减小了保径与井壁的接触面积，进而减小了摩擦力，提高了机械转速，同时间接增大了排屑槽体积，更利于水力清洗。
所述O形栓钉的圆滑表面能减轻钻头的扭矩波动，使工具面更加平稳。
所述浅内锥中外锥钻头轮廓使钻头的冠部更趋向平滑，提高了钻头的导向性。
所述中高密度布齿结构降低了单个切削齿所承受的的钻压，增强了钻头的耐磨性。
所述双排切削齿结构限制了PDC切削齿切入岩石的深度，提高了钻头的使用安全性和抗冲击性。
以上技术方案的组合综合提高了钻头的定向性能。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例的结构示意图。
图2为钻头轮廓结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
一种锥形保径PDC钻头，包括钻头基体1、刀翼2、PDC切削齿3和排屑槽4，刀翼2位于钻头基体1冠部，PDC切削齿3位于刀翼2上，刀翼2间的槽状空隙为排屑槽4。
所述刀翼2末端连接有锥形保径6，与井壁接触一面的宽度沿远离刀翼2的方向收敛，与排屑槽4相邻的侧面与钻头轴线间夹角为10～20度，锥形保径6的长度小于50mm。上述结构减小了保径6与井壁的接触面积，并扩大了排屑槽4的体积。
为配合锥形保径6达到更好的定向性能，所述PDC钻头的刀翼2末端设有O形栓钉5，同时钻头采用浅内锥中外锥轮廓，采用中高密度布齿结构，采用双排切削齿结构。
所述O形栓钉5的两端为半球形，中间部分为圆柱形。
所述浅内锥是指内锥角为145~165度。
所述中外锥是指外锥高度大于钻头直径的1/8,小于钻头直径的3/8。
所述中高密度布齿设计，是指各PDC切削齿3的最小布齿间距为2mm。
所述双排切削齿结构，是指每个刀翼2上安装有两排PDC切削齿3。

Claims (8)

1.一种锥形保径PDC钻头，包括钻头基体、刀翼、PDC切削齿和排屑槽，刀翼位于钻头基体冠部，PDC切削齿位于刀翼上，刀翼间的槽状空隙为排屑槽，其特征在于：所述刀翼末端连接有锥形保径，锥形保径与井壁接触一面的宽度沿远离刀翼方向收敛。
2.根据权利要求1所述的一种锥形保径PDC钻头，其特征在于：所述锥形保径与排屑槽相邻的侧面与钻头轴线间的夹角为10~20度。
3.根据权利要求1或2所述的一种锥形保径PDC钻头，其特征在于：所述锥形保径的长度小于50mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种锥形保径PDC钻头，其特征在于：所述PDC钻头的刀翼末端设有O形栓钉，O形栓钉的两端为半球形，中间部分为圆柱形。
5.根据权利要求1或2所述的一种锥形保径PDC钻头，其特征在于：所述PDC钻头采用浅内锥轮廓，内锥的内锥角为145~165度。
6.根据权利要求1或2所述的一种锥形保径PDC钻头，其特征在于：所述PDC钻头采用中外锥轮廓，外锥的外锥高度大于钻头直径的1/8,小于钻头直径的3/8。
7.根据权利要求1或2所述的一种锥形保径PDC钻头，其特征在于：所述PDC钻头采用中高密度布齿结构，各切削齿的最小布齿间距为2mm。
8.根据权利要求1或2所述的一种锥形保径PDC钻头，其特征在于：所述PDC钻头采用双排切削齿结构，每个刀翼上安装有两排PDC切削齿。
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