CN203808848U - 一种油田勘探用pdc钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油田勘探用PDC钻头，包括钻头本体，钻头本体上设有钻头冠部，钻头冠部上设有主刀翼和副刀翼，主刀翼的顶端和副刀翼的顶端上分别设有单排的切削齿，钻头冠部上设有水嘴，钻头冠部上设有水嘴喷射装置，水嘴喷射装置包括金属给水管、主流喷射板和分流喷射板，主流喷射板和分流喷射板上分别设有喷射孔。本实用新型设置的水嘴喷射装置对准水嘴，水嘴喷射出的水流由水嘴喷射装置上的喷射孔喷射出，出现的固体小颗粒可沉积在水嘴喷射装置中，在结束钻井后，卸下水嘴喷射装置，可清除水嘴喷射装置中的固体小颗粒等杂物，这样避免钻井过程中出现的固体小颗粒通过水嘴进入到PDC钻头中，起到对PDC钻头清洗、冲刷和冷却的作用。

Description

一种油田勘探用PDC钻头

技术领域

本实用新型涉及一种应用于石油钻井工程中的钻头，尤其涉及一种油田勘探用PDC钻头。

背景技术

油田钻井用的钻头主要有PDC钻头、牙轮钻头和金刚石钻头。近年间，由于PDC钻头混合工艺和制造工艺的变化，对于PDC钻头上的刀翼和切削齿的质量性能不断改进，使PDC钻头的抗冲蚀以及抗冲击能力不断提高，除了在材料和制造工艺方面发展外，PDC钻头在刀翼的排布和切削齿的设计也实现了重大的突破，使得PDC钻头能用于钻硬夹层和长段的硬岩地层中，而挤压破碎岩石的牙轮钻头以及研磨破碎岩石的金刚石钻头的机械钻速较慢，所以选用PDC钻头来进行油田钻井工作。目前油田勘探用的PDC钻头包括钻头冠部，钻头冠部上设有主刀翼和副刀翼，主刀翼和副刀翼上设有切削齿，用于钻进破碎硬夹层和长段的硬岩地层，钻头冠部上设有水嘴，水嘴可喷射出水流，在钻井的过程中起到清洗、冲刷和冷却的作用，但是在钻井时，固体小颗粒容易通过水嘴进入到PDC钻头中，导致水嘴喷射的水流减小，无法起到清洗、冲刷和冷却的作用，影响整个PDC钻头；而且由于PDC钻头钻速较快，PDC钻头难以进入硬地层，钻井时不稳定。

实用新型内容

本实用新型目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种油田勘探用PDC钻头，在钻头冠部上设置水嘴喷射装置，水嘴喷射装置对准水嘴，在钻井过程中，水嘴喷射出的水流通入到水嘴喷射装置中，水流由水嘴喷射装置上的喷射孔喷射出，钻井过程中出现的固体小颗粒可沉积在水嘴喷射装置中，当结束钻井过程后，卸下水嘴喷射装置，清除水嘴喷射装置中的固体小颗粒等杂物，这样避免钻井过程中出现的固体小颗粒通过水嘴进入到PDC钻头中，保证喷射力度，起到对PDC钻头清洗、冲刷和冷却的作用。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种油田勘探用PDC钻头，包括钻头本体，钻头本体上设有钻头冠部，钻头冠部上设有主刀翼和副刀翼，副刀翼设于相邻两个主刀翼之间，主刀翼的顶端和副刀翼的顶端上分别设有单排的切削齿，切削齿为金刚石复合片，钻头冠部上设有水嘴，其特征在于：钻头冠部上设有水嘴喷射装置，水嘴喷射装置包括金属给水管、主流喷射板和分流喷射板，主流喷射板设于金属给水管上，分流喷射板设于主流喷射板上，金属给水管设于水嘴处，主流喷射板设于相邻两个主刀翼之间，分流喷射板设于主刀翼和副刀翼之间，主流喷射板和分流喷射板上分别设有喷射孔。

进一步，主刀翼的顶端和副刀翼的顶端上分别设有单排的楔形钻进尖齿，楔形钻进尖齿设于切削齿的侧旁，楔形钻进尖齿为聚晶金刚石，楔形钻进尖齿可对硬地层进行划口破坏作用。

进一步，楔形钻进尖齿与切削齿的高度差在0.5mm～1.5mm之间，这样可先由楔形钻进尖齿对硬地层进行划口破坏作用，然后切削齿进行剪切破碎作用，在PDC钻头钻速较快的情况下，PDC钻头容易进入硬地层，增加稳定性。

进一步，金属给水管通过螺纹结构固定于钻头冠部上，分流喷射板的外端分别设有螺纹孔，螺栓通过螺纹孔将分流喷射板固定于钻头冠部上，这样可将水嘴喷射装置稳固在钻头冠部上。

进一步，主刀翼和副刀翼之间设有加强肋，增加了主刀翼和副刀翼的稳定性，有利于对硬地层的破碎作用。

进一步，主流喷射板上设有1～2个喷射孔，分流喷射板上设有2～4个喷射孔，由于主流喷射板主要对主刀翼部分进行喷射冲洗作用，而分流喷射板是要对主刀翼大部分和副刀翼大部分进行喷射冲洗作用，所以分流喷射板上设置的喷射孔数量多于主流喷射板上的喷射孔。

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型在钻头冠部上设置水嘴喷射装置，水嘴喷射装置包括金属给水管、主流喷射板和分流喷射板，金属给水管对准水嘴，在钻井过程中，水嘴喷射出的水流通入到金属给水管中，金属给水管将水流喷入到主流喷射板和分流喷射板中，水流由主流喷射板和分流喷射板上设置的喷射孔喷射出，水流对PDC钻头进行清洗、冲刷和冷却，在钻井过程中出现的固体小颗粒可沉积在主流喷射板和分流喷射板中，当结束钻井过程后，卸下水嘴喷射装置，清除主流喷射板和分流喷射板中的固体小颗粒等杂物，这样避免钻井过程中出现的固体小颗粒通过水嘴进入到PDC钻头中，保证喷射力度，起到对PDC钻头清洗、冲刷和冷却的作用；本实用新型在主刀翼的顶端和副刀翼的顶端上分别设有单排的楔形钻进尖齿，楔形钻进尖齿设于切削齿的侧旁，楔形钻进尖齿为聚晶金刚石，楔形钻进尖齿可对硬地层进行划口破坏作用，由于楔形钻进尖齿与切削齿的高度差在0.5mm～1.5mm之间，使得PDC钻头在钻井时，可先由楔形钻进尖齿对硬地层进行划口破坏作用，然后切削齿进行剪切破碎作用，在PDC钻头钻速较快的情况下，PDC钻头容易进入硬地层，增加稳定性；主刀翼和副刀翼之间设有加强肋，增加了主刀翼和副刀翼的稳定性，有利于对硬地层的破碎作用；本实用新型结构简单，制造成本低，实用性强，经济效益显著。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种油田勘探用PDC钻头的结构示意图；

图2为本实用新型中水嘴喷射装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，为本实用新型一种油田勘探用PDC钻头，包括钻头本体，钻头本体上设有钻头冠部1，钻头冠部1上设有三个主刀翼2和三个副刀翼3，副刀翼3设于相邻两个主刀翼2之间，主刀翼2和副刀翼3之间设有加强肋8，加强肋8增加了主刀翼2和副刀翼3的稳定性，有利于对硬地层的破碎作用。主刀翼2的顶端和副刀翼3的顶端上分别设有单排的切削齿4，切削齿4为金刚石复合片，主刀翼2的顶端和副刀翼3的顶端上分别设有单排的楔形钻进尖齿7，楔形钻进尖齿7设于切削齿4的侧旁，楔形钻进尖齿7为聚晶金刚石，楔形钻进尖齿7可对硬地层进行划口破坏作用，楔形钻进尖齿7与切削齿4的高度差在0.5mm～1.5mm之间，这样可先由楔形钻进尖齿7对硬地层进行划口破坏作用，然后切削齿4进行剪切破碎作用，在PDC钻头钻速较快的情况下，PDC钻头容易进入硬地层，增加稳定性。钻头冠部1上设有水嘴5，钻头冠部1上设有水嘴喷射装置6，水嘴喷射装置6包括金属给水管61、主流喷射板62和分流喷射板63，主流喷射板62设于金属给水管61上，分流喷射板63设于主流喷射板62上，金属给水管61设于水嘴5处，主流喷射板62设于相邻两个主刀翼2之间，分流喷射板63设于主刀翼2和副刀翼3之间。金属给水管61通过螺纹结构固定于钻头冠部1上，分流喷射板63的外端分别设有螺纹孔65，螺栓通过螺纹孔65将分流喷射板63固定于钻头冠部1上，这样可将水嘴喷射装置6稳固在钻头冠部1上。主流喷射板62上设有1～2个喷射孔64，分流喷射板63上设有2～4个喷射孔64，由于主流喷射板62主要对主刀翼2小部分进行喷射冲洗作用，而分流喷射板63是要对主刀翼2大部分和副刀翼3大部分进行喷射冲洗作用，所以分流喷射板63上设置的喷射孔64数量多于主流喷射板62上的喷射孔64。本实用新型在钻头冠部上设置水嘴喷射装置，水嘴喷射装置包括金属给水管、主流喷射板和分流喷射板，金属给水管对准水嘴，在钻井过程中，水嘴喷射出的水流通入到金属给水管中，金属给水管将水流喷入到主流喷射板和分流喷射板中，水流由主流喷射板和分流喷射板上设置的喷射孔喷射出，水流对PDC钻头进行清洗、冲刷和冷却，在钻井过程中出现的固体小颗粒可沉积在主流喷射板和分流喷射板中，当结束钻井过程后，卸下水嘴喷射装置，清除主流喷射板和分流喷射板中的固体小颗粒等杂物，这样避免钻井过程中出现的固体小颗粒通过水嘴进入到PDC钻头中，保证喷射力度，起到对PDC钻头清洗、冲刷和冷却的作用；在主刀翼的顶端和副刀翼的顶端上分别设有单排的楔形钻进尖齿，楔形钻进尖齿设于切削齿的侧旁，楔形钻进尖齿为聚晶金刚石，楔形钻进尖齿可对硬地层进行划口破坏作用，由于楔形钻进尖齿与切削齿的高度差在0.5mm～1.5mm之间，使得PDC钻头在钻井时，可先由楔形钻进尖齿对硬地层进行划口破坏作用，然后切削齿进行剪切破碎作用，在PDC钻头钻速较快的情况下，PDC钻头容易进入硬地层，增加稳定性；主刀翼和副刀翼之间设有加强肋，增加了主刀翼和副刀翼的稳定性，有利于对硬地层的破碎作用；同时本实用新型结构简单，制造成本低，实用性强，经济效益显著。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种油田勘探用PDC钻头，包括钻头本体，所述钻头本体上设有钻头冠部，所述钻头冠部上设有主刀翼和副刀翼，所述副刀翼设于相邻两个所述主刀翼之间，所述主刀翼的顶端和所述副刀翼的顶端上分别设有单排的切削齿，所述切削齿为金刚石复合片，所述钻头冠部上设有水嘴，其特征在于：所述钻头冠部上设有水嘴喷射装置，所述水嘴喷射装置包括金属给水管、主流喷射板和分流喷射板，所述主流喷射板设于所述金属给水管上，所述分流喷射板设于所述主流喷射板上，所述金属给水管设于所述水嘴处，所述主流喷射板设于相邻两个所述主刀翼之间，所述分流喷射板设于所述主刀翼和所述副刀翼之间，所述主流喷射板和所述分流喷射板上分别设有喷射孔。

2.根据权利要求1所述的一种油田勘探用PDC钻头，其特征在于：所述主刀翼的顶端和所述副刀翼的顶端上分别设有单排的楔形钻进尖齿，所述楔形钻进尖齿设于所述切削齿的侧旁，所述楔形钻进尖齿为聚晶金刚石。

3.根据权利要求2所述的一种油田勘探用PDC钻头，其特征在于：所述楔形钻进尖齿与所述切削齿的高度差在0.5mm～1.5mm之间。

4.根据权利要求1所述的一种油田勘探用PDC钻头，其特征在于：所述金属给水管通过螺纹结构固定于所述钻头冠部上，所述分流喷射板的外端分别设有螺纹孔，螺栓通过所述螺纹孔将所述分流喷射板固定于所述钻头冠部上。

5.根据权利要求1所述的一种油田勘探用PDC钻头，其特征在于：所述主刀翼和所述副刀翼之间设有加强肋。

6.根据权利要求1所述的一种油田勘探用PDC钻头，其特征在于：所述主流喷射板上设有1～2个所述喷射孔，所述分流喷射板上设有2～4个所述喷射孔。