CN203097723U - 一种旋转射流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,是一种旋转射流PDC钻头,该钻头包括钻头基体、刀翼、PDC切削齿、喷嘴、排屑槽和流道,刀翼位于钻头基体冠部,PDC切削齿位于刀翼上,刀翼间的空隙为排屑槽,流道位于钻头基体内部,喷嘴位于流道出水口。流道内安装有螺旋叶片,螺旋叶片与喷嘴相邻,螺旋叶片固定在流道壁上,在钻井液流过时起约束导向作用,使钻井液形成旋转射流。采用这种结构旋转射流技术能够提高破岩效率,减少对钻头的二次磨损,延长钻头寿命。为配合旋转射流达到更好的定向性能,钻头采用浅内锥中外锥轮廓、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,特别涉及一种定向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,因此在定向井施工中广泛应用。目前现有的定向PDC钻头主要采用轴向射流技术,轴向射流在工作中存在一些缺陷,一是从喷嘴产生的射流对井底岩屑产生压持作用,使之不易离开井底,降低了破岩效率;二是携带岩屑的钻井液在上返过程中对钻头产生二次磨损,加速了钻头体的磨损速度,降低了钻头寿命。现有的PDC钻头尚未有将旋转射流技术和浅内锥中外锥轮廓、中高密度布齿、双排切削齿结合应用的先例。
实用新型内容
本实用新型的目的:针对现有定向PDC钻头在实际应用中存在的破岩效率低,钻头寿命短的问题提供一种新型定向PDC钻头。
本实用新型的技术方案是:一种旋转射流PDC钻头,包括钻头基体、刀翼、PDC切削齿、喷嘴、排屑槽和流道,刀翼位于钻头基体冠部,PDC切削齿位于刀翼上,刀翼间的空隙为排屑槽,流道位于钻头基体内部,喷嘴位于流道出水口。流道内安装有螺旋叶片,螺旋叶片沿钻井液流动方向设于喷嘴前方,螺旋叶片与流道壁间为固定连接,在钻井液流过时起约束导向作用,使钻井液形成旋转射流。所述螺旋叶片的叶片数为2~4片,特别的,当叶片数为3片时,螺旋叶片产生的旋转射流效果最好。
为配合旋转射流达到更好的定向性能,钻头轮廓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。
所述中高密度布齿结构,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:所述螺旋叶片产生的旋转射流,克服了普通PDC钻头射流在钻井过程中对井底岩屑的压持作用,增加了井底漫流,以提高破岩效率,同时克服携带岩屑的钻井液在上返过程中对钻头的二次磨损,延长钻头寿命。
所述浅内锥中外锥钻头轮廓使钻头的冠部轮廓更加趋向平滑,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剖面图。
图2为本实用新型具体实施例的结构示意俯视图。
图3为螺旋叶片结构示意图。
图4为钻头布齿结构示意图。
图5为叶片数为2的螺旋叶片示意图。
图6为叶片数为3的螺旋叶片示意图。
图7为叶片数为4的螺旋叶片示意图。
具体实施方式
为了能进一步了解本实用新型的结构、特征及其它目的,现结合所附较佳实施例详细说明如下,所说明的较佳实施例仅用于说明本实用新型的技术方案,并非限定本实用新型。
实施例1:如图1、图2所示,一种PDC钻头,包括钻头基体1、刀翼2、PDC切削齿3、喷嘴4、排屑槽5和流道6,刀翼2位于钻头基体4冠部,PDC切削齿3位于刀翼2上,刀翼2间的空隙为排屑槽5,流道6位于钻头基体1内部,喷嘴4位于流道6出水口。如图3所示,流道6内安装有螺旋叶片7,螺旋叶片7沿钻井液流动方向设于喷嘴4前方,螺旋叶片7与流道壁61间为固定连接,在钻井液流过时起约束导向作用,使钻井液形成旋转射流。如图6所示,所述螺旋叶片的叶片数为3片。
为配合旋转射流达到更好的定向性能,钻头轮廓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。
如图4所示,所述浅内锥是指内锥角为145~165度。
如图4所示,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。
如图4所示,所述中高密度布齿结构,是指各PDC切削齿3的最小布齿间距为2mm。
如图2所示,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。
实施例2:如图5所示,本实施例与实施例1的区别在于螺旋叶片的叶片数为2。
实施例3:如图7所示,本实施例与实施例1的区别在于螺旋叶片的叶片数为4。
Claims (6)
1.一种旋转射流PDC钻头,包括钻头基体、刀翼、PDC切削齿、喷嘴、排屑槽和流道,刀翼位于钻头基体冠部,PDC切削齿位于刀翼上,刀翼间的空隙为排屑槽,流道位于钻头基体内部,喷嘴位于流道出水口,其特征在于:所述流道内安装有螺旋叶片,螺旋叶片沿钻井液流动方向设于喷嘴前方,螺旋叶片与流道壁间为固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种旋转射流PDC钻头,其特征在于:所述螺旋叶片的叶片数为2~4片。
3.根据权利要求1或2所述的一种旋转射流PDC钻头,其特征在于:所述PDC钻头采用浅内锥轮廓,浅内锥的内锥角为145~165度。
4.根据权利要求1或2所述的一种旋转射流PDC钻头,其特征在于:所述PDC钻头采用中外锥轮廓,中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。
5.根据权利要求1或2所述的一种旋转射流PDC钻头,其特征在于:所述PDC钻头采用中高密度布齿结构,各PDC切削齿的最小布齿间距为2mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种旋转射流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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CN 201320031588 CN203097723U (zh) | 2013-01-21 | 2013-01-21 | 一种旋转射流pdc钻头 |
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Family
ID=48849132
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Cited By (5)
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2013
- 2013-01-21 CN CN 201320031588 patent/CN203097723U/zh not_active Expired - Lifetime
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GR01 | Patent grant | ||
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