CN203097722U - 一种锥形保径pdc钻头 - Google Patents
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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
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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2013
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CX01 | Expiry of patent term |