CN205206745U - 可以破碎井壁落物的pdc钻头 - Google Patents
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Abstract
一种可以破碎井壁落物的PDC钻头。本实用新型包括钻头基体、钻头冠、刀翼、切削齿、喷嘴，钻头基体后端为与钻杆连接的连接螺纹，钻头基体前端的钻头冠上有刀翼，刀翼上固定安装有切削齿；钻头冠上安装有喷嘴；刀翼下部是与钻头轴线平行的保径，保径下端与钻头基体通过规径斜面过渡；相邻两个刀翼之间设置有轴向岩屑流道，每个规径面上固定安装有2个或2个以上锥形齿，每个规径面上的锥形齿错位排布；锥形齿的出露高度低于保径。其有益效果是在钻井施工过程中，能够保证井底岩屑畅通运移，避免钻头切削齿重复切削岩屑，延长钻头使用寿命；提升井眼轨迹及井身质量，避免井下卡钻事故，满足钻井提速需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油钻井、地质勘探、油田开发钻进的破岩工具PDC钻头，尤其是涉及一种可以破碎井壁落物的PDC钻头。
背景技术
PDC钻头是广泛应用于石油钻井、地质勘探、油田开发钻进的破岩工具，常规的PDC钻头通常布齿结构设计单一。PDC钻头由钻头基体、钻头冠、刀翼、切削齿、喷嘴等组成。钻头基体前端的钻头冠上有刀翼，刀翼上固定安装有切削齿；钻头冠上安装有喷嘴，钻头基体后端为与钻杆连接的螺纹；刀翼下部是与钻头轴线平行的保径，保径上安装有保径齿，保径下端与钻头基体通过规径斜面过渡；相邻两个刀翼之间设置有轴向岩屑流道。
在压力不稳定、岩性非均质地层钻进过程中，岩屑和井壁落物堆积在钻头的岩屑流道中，极易造成常规PDC钻头工作失效，需要频繁起下钻排出岩屑和井壁落物，导致施工周期长、井下卡钻事故多发，制约油气开采速度的提高。
实用新型内容
为了克服现有常规PDC钻头存在的岩屑和井壁落物堆积在钻头的岩屑排出槽中，导致施工周期长、井下卡钻事故多发，钻井成本高的不足，本实用新型提供一种可以破碎井壁落物的PDC钻头。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：可以破碎井壁落物的PDC钻头，包括钻头基体、钻头冠、刀翼、切削齿、喷嘴，钻头基体后端为与钻杆连接的连接螺纹，钻头基体前端的钻头冠上有刀翼，刀翼上固定安装有切削齿；钻头冠上安装有喷嘴；刀翼下部是与钻头轴线平行的保径，保径下端与钻头基体通过规径斜面过渡；相邻两个刀翼之间设置有轴向岩屑流道，所述每个规径面上固定安装有2个或2个以上锥形齿，每个规径面上的锥形齿错位排布；所述锥形齿的出露高度低于保径。
所述同一规径面上的锥形齿出露高度不同；锥形齿的出露高度差是3-5mm，由前至后出露高度依次递增，靠近所述保径的锥形齿低于保径面大于等于3mm；所述锥形齿之间的间距为8-10mm。
所述锥形齿为圆柱体和圆锥体的结合，圆柱体部分固定安装在所述规径面上，圆锥体部分高于规径面。
本实用新型的有益效果是，在钻井施工过程中，能够保证井底岩屑畅通运移，避免钻头切削齿重复切削岩屑，特别是当地层不稳定，发生井壁落物、岩屑堆积于钻头的岩屑流道内时，锥形齿参与切削碾压井壁落物，有效延长钻头使用寿命，提升井眼轨迹及井身质量，避免井下卡钻事故。
附图说明
图1是本实用新型可以破碎井壁落物的PDC钻头结构示意图。
图2是本实用新型井下工作状态示意图。
图中：1.切削齿，2.刀翼，3.喷嘴，4.岩屑流道，5.保径，6.规径面，7.锥形齿，8.钻头基体，9.井壁，10.地层，11.井壁落物。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。
具体实施方式
参见附图1。本实用新型可以破碎井壁落物的PDC钻头，包括钻头基体8、钻头冠、刀翼2、切削齿1、喷嘴3，钻头基体8后端为与钻杆连接的连接螺纹，钻头基体8前端的钻头冠上固定安装有刀翼2，刀翼2上固定安装有切削齿1，切削齿1在钻进过程中切削地层；钻头冠上安装有喷嘴3；刀翼2下部是与钻头轴线平行的保径5，保径5下端与钻头基体8通过规径斜面过渡；相邻两个刀翼2之间设置有轴向岩屑流道4，钻进过程中产生的岩屑由钻井液携带排出井筒。
每个刀翼包括下部的刀翼体、中部的保径5和上部的规径面6，规径面6上固定安装有2个或2个以上锥形齿7，根据规径面6的宽度，每个规径面6上的锥形齿7的数量以3-4个为佳。规径面6上的锥形齿7错位排布，锥形齿7之间的间距为8-10mm时，使用效果更佳。
锥形齿7为圆柱体和圆锥体的结合，圆柱体部分固定安装在规径面6上，圆锥体部分露出高于规径面6。同一规径面6上的锥形齿7出露高度不同，通常出露高度差是3-5mm，由前至后出露高度依次递增。锥形齿7的出露高度在钻头轴向投影上应低于保径5表面，靠近保径5的锥形齿7应低于保径面3mm以上。
本实用新型的目的在于提供一种可以破碎井壁落物的PDC钻头，该钻头解决了由于地层不稳定及井壁落物导致钻头工作失效、频繁起下钻、钻井周期长、井下卡钻事故等问题，提高了钻井工作效率。
参见附图2，本实用新型在规径面上固定安装有错落排列、出露高度不等的锥形齿，当地层10的压力不稳定，井壁9产生的井壁落物11堆积于钻头刀翼间的轴向岩屑流道4内时，锥形齿7开始参与切削碾压井壁落物，使得切削碾压碎的井壁落物通过岩屑流道4由钻井液携带出井筒，有效提升钻头工作效率、防止井下卡钻事故的发生。
本实用新型的优势在于：在钻井施工过程中，保证了井底岩屑及时有效运移，避免了钻头切削齿重复切削岩屑，造成不必要的冲击磨损；当地层压力不稳定，发生井壁落物、岩屑堆积于刀翼间，锥形齿开始参与切削碾压掉块，保证岩屑的及时、快速上返，延长钻头寿命；提升井眼轨迹及井身质量；提高钻头工作的稳定性能，同时避免井下卡钻事故，满足钻井提速需要。
应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离本专利的权利要求范围。
Claims (5)
1.一种可以破碎井壁落物的PDC钻头，包括钻头基体、钻头冠、刀翼、切削齿、喷嘴，钻头基体后端为与钻杆连接的螺纹，钻头基体前端的钻头冠上有刀翼，刀翼上固定安装有切削齿；钻头冠上安装有喷嘴；刀翼下部是与钻头轴线平行的保径，保径下端与钻头基体通过规径斜面过渡；相邻两个刀翼之间设置有轴向岩屑流道，其特征是：所述每个规径面（6）上固定安装有2个或2个以上锥形齿（7），每个规径面（6）上的锥形齿（7）错位排布；所述锥形齿（7）的出露高度低于所述保径（5）。
2.根据权利要求1所述可以破碎井壁落物的PDC钻头，其特征是：所述同一规径面（6）上的锥形齿（7）出露高度不同；锥形齿（7）的出露高度差是3-5mm，由前至后出露高度依次递增。
3.根据权利要求2所述可以破碎井壁落物的PDC钻头，其特征是：所述锥形齿（7）之间间距为8-10mm。
4.根据权利要求3所述可以破碎井壁落物的PDC钻头，其特征是：靠近所述保径（5）的锥形齿（7）低于保径面大于等于3mm。
5.根据权利要求1所述可以破碎井壁落物的PDC钻头，其特征是：所述锥形齿（7）为圆柱体和圆锥体的结合，圆柱体部分固定安装在所述规径面（6）上，圆锥体部分露出高于规径面（6）。
Priority Applications (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN110761716A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-07 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种pdc钻头 |
| CN113153168A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-23 | 中石化江钻石油机械有限公司 | 一种随钻掉块破碎器及钻具 |
| CN117345115A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 中国石油大学(华东) | 一种推靠力作用下强轨迹控制能力高钻井效率的钻头 |
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2015
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