CN205477380U - 一种低摩阻pdc钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低摩阻PDC钻头，属于石油、地质钻井用钻具技术领域，包括钻头体、与钻头体连接的接头和设置在钻头体上的刀翼、保径体以及喷嘴，其特征在于：所述刀翼由高刀翼和低刀翼构成，所述高刀翼、低刀翼和保径体为一体成型结构，所述高刀翼上嵌有多个切削齿，所述低刀翼上嵌有规径齿，所述保径体上嵌有保径齿。本实用新型通过改变刀翼结构，能够有效减小钻头与不规则井壁的接触面积，减小钻头保径与井壁之间的接触应力，从而降低摩阻，使钻头受力更均匀，防止钻进过程中涡动的产生，从而能够提高切削齿的切削效率，保障钻头的使用效能。
Description
技术领域
本实用新型涉及到石油、地质钻井用钻具技术领域，尤其涉及一种低摩阻PDC钻头。
背景技术
PDC钻头，即聚晶金刚石复合片钻头，是石油钻井行业常用的一种钻井工具。
最初，PDC钻头只能被用于软页岩地层中，硬的夹层会损坏钻头。随着混合工艺与制造工艺的变化，如今的PDC钻头，其切削齿的质量好了很多，使钻头的抗冲蚀以及抗冲击能力都大为提高。PDC钻头已经能够被用于以前所不能应用的地区，如更硬、磨蚀性更强和多变的地层。
经研究表明，钻头在井底运动平稳，能形成规则井眼。钻头受力越均匀，钻头在井底运动就越平稳；当钻头受力不均匀时，在井底运动就不规则，这样就会引起钻头的涡动。经过PDC钻头使用反馈信息表明，PDC钻头的涡动严重破坏切削齿，使其不能正常发挥切削效率，对钻头使用效能影响很大。只有防止钻头涡动，才能有效地减少复合片切削齿的崩碎、崩裂等现象，进而有利于提高钻头进尺和使用寿命。
公开号为CN 203835269U，公开日为2014年09月17日的中国专利文献公开了一种石油钻井用钢体强化式PDC钻头，由钻头体和设置在钻头体上的刀翼、喷嘴，以及与钻头体连接的接头组成，其特征是：刀翼共五个，均匀分布在钻头体上，五个刀翼的表面均焊有加强材料层，每个刀翼的加强材料层上分别焊接有切削齿，切削齿由设置在端部的多个主齿和侧部的多个后齿组成。
该专利文献公开的石油钻井用钢体强化式PDC钻头，刀翼的表面均喷焊有提高抗冲击、抗腐蚀以及抗磨性能的加强材料层，使钻头整体抗冲击和耐磨性能得到提高，但是，由于刀翼结构设计不合理，使得整个钻头在钻进过程中，钻头与不规则井壁的接触面积增大，进而使钻头保径与井壁之间的接触应力增大，钻头受力不均匀，致使钻头涡动现象产生，降低了切削齿的切削效率，严重影响钻头使用效能。
实用新型内容
本实用新型为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种低摩阻PDC钻头，本实用新型通过改变刀翼结构，能够有效减小钻头与不规则井壁的接触面积，减小钻头保径与井壁之间的接触应力，从而降低摩阻，使钻头受力更均匀，防止钻进过程中涡动的产生，从而能够提高切削齿的切削效率，保障钻头的使用效能。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种低摩阻PDC钻头，包括钻头体、与钻头体连接的接头和设置在钻头体上的刀翼、保径体以及喷嘴，其特征在于：所述刀翼由高刀翼和低刀翼构成，所述高刀翼、低刀翼和保径体为一体成型结构，所述高刀翼上嵌有多个切削齿，所述低刀翼上嵌有规径齿，所述保径体上嵌有保径齿。
所述保径体上还设置有多个倒划眼齿，多个倒划眼齿均匀分布在保径体的一侧。
所述规径齿的内侧设置有减震节。
所述刀翼为五个，五个刀翼沿钻头体的圆周均匀分布，任意两个相邻刀翼之间设置有所述喷嘴。
所述高刀翼和保径体的表面均堆焊有碳化钨耐磨层。
所述保径齿为三个，三个保径齿等间距分布在保径体的表面上，保径齿凸出于保径体的表面。
所述切削齿为尖齿结构，保径齿为圆柱横齿结构。
本实用新型的有益效果主要表现在以下方面：
一、本实用新型，刀翼由高刀翼和低刀翼构成，高刀翼、低刀翼和保径体为一体成型结构，高刀翼上嵌有多个切削齿，低刀翼上嵌有规径齿，保径体上嵌有保径齿，通过将刀翼设置成高低错落的高刀翼和低刀翼结构，在钻头钻进过程中，可以有效减小钻头与不规则井壁的接触面积，减小钻头保径体与井壁之间的接触应力，从而降低摩阻，使钻头沿形成的螺旋型轨迹向下滑行，钻头受力更均匀，有效的防止钻进过程中涡动的产生，从而能够提高切削齿的切削效率，保障钻头的使用效能。
二、本实用新型，保径体上还设置有多个倒划眼齿，多个倒划眼齿均匀分布在保径体的一侧，钻井取心作业遇卡时，通过倒划眼齿可实施较长距离的反向划眼，切除卡钻的岩石，从而能够有效保护钻头，延长钻头的使用寿命。
三、本实用新型，规径齿的内侧设置有减震节，能够有效减小钻头在钻进时的横向振动，保护钻头切削齿在地层中稳定钻进，提高切削效率。
四、本实用新型，刀翼为五个，五个刀翼沿钻头体的圆周均匀分布，任意两个相邻刀翼之间设置有所述喷嘴，刀翼数量分布合理，既能有效保证切削效率，又能通过喷嘴使刀翼上的切削齿有效冷却，延长切削齿使用寿命，保障整个钻头的使用效能。
五、本实用新型，高刀翼和保径体的表面均堆焊有碳化钨耐磨层，碳化钨耐磨层具有较高的耐冲蚀、耐磨特性，在高刀翼和保径体的表面设置碳化钨耐磨层，能够极大的提高整个钻头的抗回旋效果和抗磨损能力，延长钻头的使用寿命。
六、本实用新型，保径齿为三个，三个保径齿等间距分布在保径体的表面上，保径齿凸出于保径体的表面，不仅增强了保径抗回旋效果，而且钻头修复时，保径齿容易拆卸更换，有效节约了钻头维护成本。
七、本实用新型，切削齿为尖齿结构，保径齿为圆柱横齿结构，尖齿的切削方式为扎入式，尖齿结构的切削齿与岩层的接触面积小，切削压强大，能够进一步提高切削效率；保径齿为圆柱横齿结构，不易损坏，而且能够增强保径体的结构强度。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的具体说明，其中：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型实施例2的结构示意图；
图3为本实用新型实施例3的结构示意图；
图4为本实用新型实施例4的结构示意图；
图5为本实用新型实施例5的结构示意图；
图中标记：1、钻头体，2、接头，3、保径体，4、喷嘴，5、高刀翼，6、低刀翼，7、切削齿，8、规径齿，9、保径齿，10、倒划眼齿，11、减震节，12、碳化钨耐磨层。
具体实施方式
实施例1
参见图1，一种低摩阻PDC钻头，包括钻头体1、与钻头体1连接的接头2和设置在钻头体1上的刀翼、保径体3以及喷嘴4，所述刀翼由高刀翼5和低刀翼6构成，所述高刀翼5、低刀翼6和保径体3为一体成型结构，所述高刀翼5上嵌有多个切削齿7，所述低刀翼6上嵌有规径齿8，所述保径体3上嵌有保径齿9。
本实施例为最基本的实施方式，结构简单；刀翼由高刀翼和低刀翼构成，高刀翼、低刀翼和保径体为一体成型结构，高刀翼上嵌有多个切削齿，低刀翼上嵌有规径齿，保径体上嵌有保径齿，通过将刀翼设置成高低错落的高刀翼和低刀翼结构，在钻头钻进过程中，可以有效减小钻头与不规则井壁的接触面积，减小钻头保径体与井壁之间的接触应力，从而降低摩阻，使钻头沿形成的螺旋型轨迹向下滑行，钻头受力更均匀，有效的防止钻进过程中涡动的产生，从而能够提高切削齿的切削效率，保障钻头的使用效能。
实施例2
参见图2，一种低摩阻PDC钻头，包括钻头体1、与钻头体1连接的接头2和设置在钻头体1上的刀翼、保径体3以及喷嘴4，所述刀翼由高刀翼5和低刀翼6构成，所述高刀翼5、低刀翼6和保径体3为一体成型结构，所述高刀翼5上嵌有多个切削齿7，所述低刀翼6上嵌有规径齿8，所述保径体3上嵌有保径齿9。
所述保径体3上还设置有多个倒划眼齿10，多个倒划眼齿10均匀分布在保径体3的一侧。
本实施例为一较佳实施方式，保径体上还设置有多个倒划眼齿，多个倒划眼齿均匀分布在保径体的一侧，钻井取心作业遇卡时，通过倒划眼齿可实施较长距离的反向划眼，切除卡钻的岩石，从而能够有效保护钻头，延长钻头的使用寿命。
实施例3
参见图3，一种低摩阻PDC钻头，包括钻头体1、与钻头体1连接的接头2和设置在钻头体1上的刀翼、保径体3以及喷嘴4，所述刀翼由高刀翼5和低刀翼6构成，所述高刀翼5、低刀翼6和保径体3为一体成型结构，所述高刀翼5上嵌有多个切削齿7，所述低刀翼6上嵌有规径齿8，所述保径体3上嵌有保径齿9。
所述保径体3上还设置有多个倒划眼齿10，多个倒划眼齿10均匀分布在保径体3的一侧。
所述规径齿8的内侧设置有减震节11。
本实施例为又一较佳实施方式，规径齿的内侧设置有减震节，能够有效减小钻头在钻进时的横向振动，保护钻头切削齿在地层中稳定钻进，提高切削效率。
实施例4
参见图4，一种低摩阻PDC钻头，包括钻头体1、与钻头体1连接的接头2和设置在钻头体1上的刀翼、保径体3以及喷嘴4，所述刀翼由高刀翼5和低刀翼6构成，所述高刀翼5、低刀翼6和保径体3为一体成型结构，所述高刀翼5上嵌有多个切削齿7，所述低刀翼6上嵌有规径齿8，所述保径体3上嵌有保径齿9。
所述保径体3上还设置有多个倒划眼齿10，多个倒划眼齿10均匀分布在保径体3的一侧。
所述规径齿8的内侧设置有减震节11。
所述刀翼为五个，五个刀翼沿钻头体1的圆周均匀分布，任意两个相邻刀翼之间设置有所述喷嘴4。
所述高刀翼5和保径体3的表面均堆焊有碳化钨耐磨层12。
本实施例为又一较佳实施方式，刀翼为五个，五个刀翼沿钻头体的圆周均匀分布，任意两个相邻刀翼之间设置有所述喷嘴，刀翼数量分布合理，既能有效保证切削效率，又能通过喷嘴使刀翼上的切削齿有效冷却，延长切削齿使用寿命，保障整个钻头的使用效能。高刀翼和保径体的表面均堆焊有碳化钨耐磨层，碳化钨耐磨层具有较高的耐冲蚀、耐磨特性，在高刀翼和保径体的表面设置碳化钨耐磨层，能够极大的提高整个钻头的抗回旋效果和抗磨损能力，延长钻头的使用寿命。
实施例5
参见图5，一种低摩阻PDC钻头，包括钻头体1、与钻头体1连接的接头2和设置在钻头体1上的刀翼、保径体3以及喷嘴4，所述刀翼由高刀翼5和低刀翼6构成，所述高刀翼5、低刀翼6和保径体3为一体成型结构，所述高刀翼5上嵌有多个切削齿7，所述低刀翼6上嵌有规径齿8，所述保径体3上嵌有保径齿9。
所述保径体3上还设置有多个倒划眼齿10，多个倒划眼齿10均匀分布在保径体3的一侧。
所述规径齿8的内侧设置有减震节11。
所述刀翼为五个，五个刀翼沿钻头体1的圆周均匀分布，任意两个相邻刀翼之间设置有所述喷嘴4。
所述高刀翼5和保径体3的表面均堆焊有碳化钨耐磨层12。
所述保径齿9为三个，三个保径齿9等间距分布在保径体3的表面上，保径齿9凸出于保径体3的表面。
所述切削齿7为尖齿结构，保径齿9为圆柱横齿结构。
本实施例为最佳实施方式，刀翼由高刀翼和低刀翼构成，高刀翼、低刀翼和保径体为一体成型结构，高刀翼上嵌有多个切削齿，低刀翼上嵌有规径齿，保径体上嵌有保径齿，通过将刀翼设置成高低错落的高刀翼和低刀翼结构，在钻头钻进过程中，可以有效减小钻头与不规则井壁的接触面积，减小钻头保径体与井壁之间的接触应力，从而降低摩阻，使钻头沿形成的螺旋型轨迹向下滑行，钻头受力更均匀，有效的防止钻进过程中涡动的产生，从而能够提高切削齿的切削效率，保障钻头的使用效能。保径齿为三个，三个保径齿等间距分布在保径体的表面上，保径齿凸出于保径体的表面，不仅增强了保径抗回旋效果，而且钻头修复时，保径齿容易拆卸更换，有效节约了钻头维护成本。切削齿为尖齿结构，保径齿为圆柱横齿结构，尖齿的切削方式为扎入式，尖齿结构的切削齿与岩层的接触面积小，切削压强大，能够进一步提高切削效率；保径齿为圆柱横齿结构，不易损坏，而且能够增强保径体的结构强度。
Claims (6)
1.一种低摩阻PDC钻头，包括钻头体（1）、与钻头体（1）连接的接头（2）和设置在钻头体（1）上的刀翼、保径体（3）以及喷嘴（4），其特征在于：所述刀翼由高刀翼（5）和低刀翼（6）构成，所述高刀翼（5）、低刀翼（6）和保径体（3）为一体成型结构，所述高刀翼（5）上嵌有多个切削齿（7），所述低刀翼（6）上嵌有规径齿（8），所述保径体（3）上嵌有保径齿（9）。
2.根据权利要求1所述的一种低摩阻PDC钻头，其特征在于：所述保径体（3）上还设置有多个倒划眼齿（10），多个倒划眼齿（10）均匀分布在保径体（3）的一侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种低摩阻PDC钻头，其特征在于：所述规径齿（8）的内侧设置有减震节（11）。
4.根据权利要求3所述的一种低摩阻PDC钻头，其特征在于：所述刀翼为五个，五个刀翼沿钻头体（1）的圆周均匀分布，任意两个相邻刀翼之间设置有所述喷嘴（4）。
5.根据权利要求4所述的一种低摩阻PDC钻头，其特征在于：所述高刀翼（5）和保径体（3）的表面均堆焊有碳化钨耐磨层（12）。
6.根据权利要求1所述的一种低摩阻PDC钻头，其特征在于：所述保径齿（9）为三个，三个保径齿（9）等间距分布在保径体（3）的表面上，保径齿（9）凸出于保径体（3）的表面。
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| CN106907113A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-06-30 | 宜昌神达石油机械有限公司 | 一种适用湘中坳陷上古生界页岩气开采pdc钻头 |
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