CN203961804U - 一种高研磨性地层钻进复合式钻头 - Google Patents

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刘彦学
穆国臣
贾志刚
陈业鹏
张天笑
陈玉平
葛春梅
王雪
陈晓峰
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Abstract

本实用新型公开了一种高研磨性地层钻进复合式钻头，是在本体上设有PDC复合片和孕镶金刚石齿，其中PDC复合片设置在前，孕镶金刚石齿设在PDC复合片的后部，孕镶金刚石齿的顶端低于PDC复合片顶端1-3mm设置，钻头的本体下部连接有接头，有益效果：将PDC钻头的PDC复合片切削结构和孕镶金刚石钻头的孕镶金刚石齿的磨削结构结合在一起。孕镶金刚石齿能充当PDC复合片的缓冲节，能够减小岩石对前排PDC复合片的冲击，从而达到延长钻头使用寿命的作用。孕镶金刚石齿中的金刚石颗粒还能参与对岩石的磨削，能够提高钻头的破岩效率。

Description

一种高研磨性地层钻进复合式钻头
技术领域
本实用新型涉及一种油气田地层钻进复合式钻头，特别涉及一种高研磨性地层钻进复合式钻头。
背景技术
钻头是钻井工程中用以破碎岩石、形成井筒的破岩工具。现今钻井工程中所使用的钻头主要有牙轮钻头、PDC钻头、孕镶钻头。目前，牙轮钻头在适应地层中最为广泛、但因为牙轮是非固定结构钻头，带有轴承结构，导致使用寿命较短。难以获得较高的机械钻速和进尺。
PDC钻头在适应地层中具有机械钻速快、进尺高、钻压较小特点，在钻井工程中得到了广泛应用，但因为PDC钻头的PDC复合片的金刚石层只有2mm左右，金刚石含量较低，因此对于高研磨性地层来说，PDC钻头的PDC复合片容易脆裂并磨损失效，使其寿命小，进尺低。PDC钻头在高研磨性地层钻进时，往往会因为钻头失效而起钻。所以PDC钻头在高研磨性地层中具有一定的局限性。
孕镶金刚钻头是一种依靠孕镶金刚石齿中的金刚石颗粒作为磨削原件，获得进尺。但其工作原理是磨削岩石，具有机械钻速低、寿命长、进尺多的特点。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决现有的钻井工程所用钻头在进行钻进过程中具有局限性，不能保证钻井工程顺利进行的问题而提供的一种高研磨性地层钻进复合式钻头。
本实用新型所述的高研磨性地层钻进复合式钻头是在本体上设有PDC复合片和孕镶金刚石齿，其中PDC复合片设置在前，孕镶金刚石齿设在PDC复合片的后部，孕镶金刚石齿的顶端低于PDC复合片顶端1-3mm设置，钻头的本体下部连接有接头。
PDC复合片为圆柱形或椭圆柱形或楔柱形。
孕镶金刚石齿为圆柱形或椭圆柱形或圆弧柱形。
本实用新型的工作原理：
采用本实用新型所述的钻头结构在进行高研磨性地层钻进过程中，PDC复合片的出露高度要比孕镶金刚石齿的出露高度高1-3mm，当PDC复合片磨损到一定程度后，孕镶金刚石齿才起到磨削岩石的作用。故在钻进前期，钻头是以PDC复合片剪切破碎岩石为主，可以获得较高的机械钻速，当PDC复合片磨损到一定程度后，孕镶金刚石齿参与磨削岩石，同时PDC复合片还能继续剪切破碎岩石，提高了钻头的复合破岩效率。孕镶金刚石齿还能保护PDC复合片，减少岩石对其的冲击力，延长PDC复合片的使用寿命。从而达到增加钻头进尺和延长使用寿命的作用。
本实用新型的有益效果：
将PDC钻头的PDC复合片切削结构和孕镶金刚石钻头的孕镶金刚石齿的磨削结构结合在一起。孕镶金刚石齿能充当PDC复合片的缓冲节，能够减小岩石对前排PDC复合片的冲击，从而达到延长钻头使用寿命的作用。孕镶金刚石齿中的金刚石颗粒还能参与对岩石的磨削，能够提高钻头的破岩效率。
附图说明
图1为本实用新型的主视图。
图2为本实用新型的俯视图。
1、本体  2、PDC复合片  3、孕镶金刚石齿  4、接头。
具体实施方式
请参阅图1和图2所示：
本实用新型所述的高研磨性地层钻进复合式钻头是在本体1上设有PDC复合片2和孕镶金刚石齿3，其中PDC复合片2设置在前，孕镶金刚石齿3设在PDC复合片2的后部，孕镶金刚石齿3的顶端低于PDC复合片2顶端1-3mm设置，钻头的本体1下部连接有接头4。
PDC复合片2为圆柱形或椭圆柱形或楔柱形。
孕镶金刚石齿3为圆柱形或椭圆柱形或圆弧柱形。
本实用新型的工作原理：
采用本实用新型所述的钻头结构在进行高研磨性地层钻进过程中，PDC复合片2的出露高度要比孕镶金刚石齿3的出露高度高1-3mm，当PDC复合片2磨损到一定程度后，孕镶金刚石齿3才起到磨削岩石的作用。故在钻进前期，钻头是以PDC复合片2剪切破碎岩石为主，可以获得较高的机械钻速，当PDC复合片2磨损到一定程度后，孕镶金刚石齿3参与磨削岩石，同时PDC复合片2还能继续剪切破碎岩石，提高了钻头的复合破岩效率。孕镶金刚石齿3还能保护PDC复合片2，减少岩石对其的冲击力，延长PDC复合片2的使用寿命。从而达到增加钻头进尺和延长使用寿命的作用。

Claims (3)

1.一种高研磨性地层钻进复合式钻头，其特征在于：是在本体上设有PDC复合片和孕镶金刚石齿，其中PDC复合片设置在前，孕镶金刚石齿设在PDC复合片的后部，孕镶金刚石齿的顶端低于PDC复合片顶端1-3mm设置，钻头的本体下部连接有接头。
2.根据权利要求1所述的一种高研磨性地层钻进复合式钻头，其特征在于：所述的PDC复合片为圆柱形或椭圆柱形或楔柱形。
3.根据权利要求1所述的一种高研磨性地层钻进复合式钻头，其特征在于：所述的孕镶金刚石齿为圆柱形或椭圆柱形或圆弧柱形。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106639890A (zh) * 2016-12-06 2017-05-10 中国石油天然气股份有限公司 一种复合钻头
CN109681121A (zh) * 2017-10-18 2019-04-26 天津北地天祥贸易有限公司 一种井下随钻双向偏心短节扩孔钻井工具
CN111425143A (zh) * 2019-01-10 2020-07-17 中国石油化工股份有限公司 孕镶金刚石和聚晶金刚石复合钻头

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