CN204920811U - 一种台阶式刀翼防泥包pdc钻头 - Google Patents
一种台阶式刀翼防泥包pdc钻头 Download PDFInfo
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Abstract
一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头,包括PDC齿、钻头本体和接头,钻头本体安装在接头上,钻头本体由若干个刀翼、规径与喷嘴组成,刀翼按钻头旋转方向又分为前刀面与后刀面,PDC齿钎焊在刀翼顶部,两个相邻刀翼之间形成排屑槽,其特征在于,每个刀翼的排屑槽底部与钻头顶部PDC齿之间内陷形成凹槽,凹槽与PDC齿及包络PDC齿的钻头本体部分形成台阶。凹槽位于前刀面上,从排屑槽底部向钻头顶部PDC齿延伸,距离钻头顶部PDC齿的距离可根据钻头尺寸设置为3~60mm。台阶的高度可根据钻头尺寸设置为3~50mm。凹槽部分刀面与垂直方向呈0~15°角度。本钻头有利于防止钻进过程中的泥包,提高钻井作业效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油天然气、地质勘探用钻探技术,尤其与一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头的结构有关。
背景技术
目前,在石油天然气、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。PDC钻头多用于中软地层破碎岩石,在一些软泥岩地层或软硬交错的地层,此时容易吸水后水化膨胀,导致泥浆性能变差,同时切力上升且易发生井壁失稳,泥浆切力过高,容易伴随井壁掉块,导致岩屑堵在底部,泥浆密度与粘度增大,最终易导致PDC钻头发生泥包现象。经过优化调整后仍无法完全避免,从而最终导致机械钻速较低,钻井周期延长,钻井成本提升等不良影响。
实用新型内容
本实用新型提供一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头,解决上述现有技术的不足,有利于防止钻进过程中的泥包,提高钻井作业效率。
为了实现本实用新型的目的,拟采用以下技术:
一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头,包括PDC齿、钻头本体和接头,钻头本体安装在接头上,钻头本体由若干个刀翼、规径与喷嘴组成,刀翼按钻头旋转方向又分为前刀面与后刀面,PDC齿钎焊在刀翼顶部,两个相邻刀翼之间形成排屑槽,其特征在于,每个刀翼的排屑槽底部与钻头顶部PDC齿之间内陷形成凹槽,凹槽与PDC齿及包络PDC齿的钻头本体部分形成台阶。
进一步的,所述凹槽位于前刀面上。
进一步的,所述凹槽从排屑槽底部向钻头顶部PDC齿延伸,距离钻头顶部PDC齿的距离可根据钻头尺寸设置为3~60mm。
进一步的,所述台阶的高度可根据钻头尺寸设置为3~50mm。在保证刀翼强度与台阶强度的条件下,所述台阶越高,即凹槽越深,排屑槽横截面面积越大,整个钻头流道横截面面积越大。
进一步的,所述凹槽部分刀面与垂直方向呈0~15°角度,更加有利于排出岩屑。
上述技术方案的有益效果在于:由于钻头刀翼前刀面内陷形成台阶,泥浆从齿面流经排屑槽在台阶部分形成涡流,从而加剧水流脉动,对排屑槽冲刷效果更好且更易带走岩屑,有利于防止钻进过程中的泥包,提高钻井作业效率。
附图说明
图1示出了本实用新型的结构示意图。
图2示出了图1中B-B的剖面示意图。
图3示出了本实用新型的工作原理图。
其中,1为PDC齿,2为钻头本体,3为接头,21为刀翼,22为规径,23为喷嘴,211前刀面,212为后刀面,4为排屑槽,5为凹槽,6为台阶,7为井底岩石,8为流动方向。
具体实施方式
如图1~3所示,一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头,包括PDC齿1、钻头本体2和接头3,钻头本体2安装在接头3上,钻头本体2由若干个刀翼21、规径22与喷嘴23组成,刀翼21按钻头旋转方向又分为前刀面211与后刀面212,PDC齿1钎焊在刀翼21顶部,两个相邻刀翼21之间形成排屑槽4,每个刀翼21的排屑槽4底部与钻头顶部PDC齿1之间内陷形成凹槽5,凹槽5与PDC齿1及包络PDC齿1的钻头本体2部分形成台阶6。
具体的,所述凹槽(5)位于前刀面(211)上。
具体的,所述凹槽5从排屑槽4底部向钻头顶部PDC齿1延伸,距离钻头顶部PDC齿1的距离可根据钻头尺寸设置为3~60mm。
具体的,所述台阶6的高度可根据钻头尺寸设置为3~50mm。在保证刀翼21强度与台阶6强度的条件下,所述台阶6越高,即凹槽5越深,排屑槽4横截面面积越大,整个钻头流道横截面面积越大。
作为优选实施,所述凹槽5部分刀面与垂直方向呈0~15°角度,更加有利于排出岩屑。
工作原理:在钻头正常工况下,泥浆从钻头喷嘴23喷出冲刷钻头与井底岩石7,与井底岩屑混合,经钻头排屑槽4排出。由于钻头刀翼21前刀面211内陷形成凹槽5,从而形成台阶6,泥浆从齿面流经排屑槽4在台阶6与凹槽5位置形成涡流,从而加剧水流脉动,对排屑槽4冲刷效果更好,更易带走岩屑,有利于防止钻进过程中的泥包,提高钻井作业效率。
Claims (5)
1.一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头,包括PDC齿(1)、钻头本体(2)和接头(3),钻头本体(2)安装在接头(3)上,钻头本体(2)由若干个刀翼(21)、规径(22)与喷嘴(23)组成,刀翼(21)按钻头旋转方向又分为前刀面(211)与后刀面(212),PDC齿(1)钎焊在刀翼(21)顶部,两个相邻刀翼(21)之间形成排屑槽(4),其特征在于,每个刀翼(21)的排屑槽(4)底部与钻头顶部PDC齿(1)之间内陷形成凹槽(5),凹槽(5)与PDC齿(1)及包络PDC齿(1)的钻头本体(2)部分形成台阶(6)。
2.根据权利要求1所述的台阶式刀翼防泥包PDC钻头,其特征在于,所述凹槽(5)从排屑槽(4)底部向钻头顶部PDC齿(1)延伸,距离钻头顶部PDC齿(1)的距离可根据钻头尺寸设置为3~60mm。
3.根据权利要求1所述的台阶式刀翼防泥包PDC钻头,其特征在于,所述台阶(6)的高度可根据钻头尺寸设置为3~50mm。
4.根据权利要求1所述的台阶式刀翼防泥包PDC钻头,其特征在于,所述凹槽(5)部分刀面与垂直方向呈0~15°角度。
5.根据权利要求1所述的台阶式刀翼防泥包PDC钻头,其特征在于,所述凹槽(5)位于前刀面(211)。
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