CN203769696U - 小岩芯取样钻头 - Google Patents
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Abstract
小岩芯取样钻头，属于一种石油、地质用的回转钻进钻头。它包括钻头本体和接头，钻头本体安装在接头上，钻头本体由刀翼和规径组成，在刀翼上钎焊PDC齿，刀翼由内锥、鼻部和外锥组成。其关键技术是内锥为一回转空腔，在内锥的根部设置一个与钻头旋转中心偏心的圆锥体。本实用新型具有的有益效果是：它实现了使用PDC钻头快速钻进的同时获得井底岩石样本的目的，不用专门更换专用取芯工具即可获取地层岩石样本，取芯效率高，岩芯取出成型好,钻井效率大幅提高，钻井成本大幅降低。
Description
技术领域
本实用新型属于一种石油、地质用的回转钻进钻头，特别涉及一种在钻进过程中能同时进行岩芯取样功能的钻头。
背景技术
目前，在石油、地质勘探等领域进行钻井作业中，使用PDC齿作为切削齿的回转钻进钻头（简称PDC钻头）应用很广泛。PDC钻头具有机械钻速高，钻头进尺寿命长等优点。钻井作业前，由于井下地层岩性不能预先准确测定，只能通过井底取样的方法获取岩石样本。通常岩石样本直径只要大于5mm以上就能比较准确地判断地层岩性，岩性准确判断有助于卡准层位，根据不同的地层岩性做出相应的钻井技术措施调整，对整个钻井效率的提高和钻井安全的保证都有非常重要的意义。
目前岩石取样有两种方式：一种是PDC钻头将实际钻达的井底岩石切削破碎后形成岩屑随钻井泥浆返回地面，经对岩屑分析后确定井底地层岩性。另一种是将常规钻进钻头取出井眼，更换专用的取芯工具，单独对地层进行大体积取芯获取地层岩石样本。这两种常用方式都有相应缺点，首先岩屑取样分析由于岩屑细碎，岩石聚合体的尺寸和形状已经被破坏，不利于岩性的准确描述。而专用取芯工具虽然避免了上述缺点，能获得高质量的岩石样本，但需要单独起下钻进行专门的取芯作业，极大地浪费了钻井时间，效率低下。
发明内容
本实用新型要解决的问题就是针对以上不足而提供一种既能快速钻进，又能在钻进过程中同时进行岩芯取样作业的PDC钻头。其技术方案如下：
它包括钻头本体和接头，钻头本体安装在接头上，钻头本体由刀翼和规径组成，在刀翼上钎焊PDC齿，刀翼由内锥、鼻部和外锥组成。其关键技术是内锥为一回转空腔，在内锥的根部设置一个与钻头旋转中心偏心的圆锥体。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：
1、由于钻头内锥部留出一定空间不布置PDC齿，而形成一回转空腔，钻头在钻进时该空腔内将自动形成一个岩芯柱，当岩芯柱增长到与内锥根部的圆锥体接触挤压时，偏心的圆锥体产生侧向挤压力将岩芯柱折断，该岩芯柱随钻井泥浆上返到地面成为岩石样本，供岩性分析使用。实现了使用PDC钻头快速钻进的同时获得井底岩石样本的目的，不用专门更换专用取芯工具即可获取地层岩石样本，取芯效率高，岩芯取出成型好,钻井效率大幅提高，钻井成本大幅降低。
2、该结构减少了钻头内锥部钻遇岩石的切削量，钻头的机械钻速和进尺寿命得到进一步提高。
3、通过调整钻头内锥部回转空腔的空间大小，可获得不同直径和长度的岩石样本，满足了不同地层的岩石样本取样要求。
附图说明
图1，是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型包括钻头本体和接头4，钻头本体安装在接头4上，钻头本体由刀翼2和规径3组成，在刀翼2上钎焊PDC齿1，刀翼由内锥8、鼻部7和外锥6组成。其关键技术是内锥为一回转空腔5，并且不布置PDC齿，在内锥的根部设置一个与钻头旋转中心偏心的圆锥体9。
所述回转空腔5的直径根据地层和钻头尺寸的大小可设计为5～60mm。
所述回转空腔5的深度根据地层和钻头尺寸的大小可设计为10～150mm。回转空腔5的直径和深度调整回转空腔的空间大小，帮助获得不同直径和长度的岩石样本，满足不同地层的岩石样本取样要求。
所述圆锥体9所用材料为人造热稳定聚晶金刚石、天然金刚石或硬质合金等材料。
所述圆锥体9尖部镶嵌人造热稳定聚晶金刚石或天然金刚石等超硬材料。
Claims (5)
1.一种小岩芯取样钻头，包括钻头本体和接头（4），钻头本体安装在接头（4）上，钻头本体由刀翼（2）和规径（3）组成，在刀翼（2）上钎焊PDC齿（1），刀翼由内锥（8）、鼻部（7）和外锥（6）组成，其特征是内锥为一回转空腔（5），在内锥的根部设置一个与钻头旋转中心偏心的圆锥体（9）。
2.根据权利要求1所述小岩芯取样钻头，其特征是回转空腔（5）的直径为5～60mm。
3.根据权利要求1所述小岩芯取样钻头，其特征是回转空腔（5）的深度为10～150mm。
4.根据权利要求1所述小岩芯取样钻头，其特征是圆锥体（9）所用材料为人造热稳定聚晶金刚石、天然金刚石或硬质合金材料。
5.根据权利要求1所述小岩芯取样钻头，其特征是圆锥体（9）尖部镶嵌人造热稳定聚晶金刚石或天然金刚石材料。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109681127A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-26 | 四川川石金刚石钻头有限公司 | 一种具有高效散热齿的pdc钻头 |
| CN115182693A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-10-14 | 西南石油大学 | 一种井下更换pdc钻头装置 |
| CN115637931A (zh) * | 2022-09-08 | 2023-01-24 | 中国石油化工股份有限公司勘探分公司 | 一种复合钻进钻头及随钻取芯方法 |
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