CN205532309U - 一种冠部具有双凹形切削结构的pdc钻头 - Google Patents
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Abstract
一种冠部具有双凹形切削结构的PDC钻头,刀翼包括3个主刀翼和3个副刀翼,主刀翼内锥处设有阶梯状结构;阶梯状结构间设有内水孔,主刀翼与相邻副刀翼间设有外水孔;阶梯状结构旋转形成内凹坑,副刀翼旋转形成外凹坑。本实用新型通过主刀翼内锥处阶梯状结构和副刀翼端点旋转形成的2个直径不同的凹坑结构,以切削形成一圆形凸台状岩芯。凸台状岩芯更易于平衡钻头轴向受力、稳定钻进方向,从而减少钻头回旋、延长切削元件使用寿命,并提高钻头在易倾斜地层中的机械效率和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油钻井钻具技术领域,尤其是一种冠部具有双凹形切削结构的PDC钻头。
背景技术
PDC钻头具有锋利、耐磨、能自锐的金刚石切削元件,能够在低钻压下取得高进尺和高钻速,极大地提高了钻井工作效率。目前,对PDC钻头的冠型选择、结构设计、布齿设计、切削角度设计、水力设计、胎体配方等方面的研究较为深入,从而使PDC钻头能够根据不同的地质条件进行针对性设计。自20世纪80年代问世以来,在全球石油钻井作业中,PDC钻头钻井总进尺已达90%以上。
目前,常规PDC钻头是根据受力平衡原则设计的,其假设:在钻头钻进过程中,切削齿轴向受力合力趋于零,径向受力是导致钻头不平衡力。然而实际应用中,切削齿轴向受力平衡很难实现,刀翼内锥端点形成的钻头瞬时旋转中心点极易发生横移,引发钻头回旋,导致切削元件的快速磨损;且在高陡岩层等易导致钻具倾斜的地层中钻进时,无法保证稳斜效率及稳定性。
实用新型内容
本实用新型提供一种冠部具有双凹形切削结构的PDC钻头,以解决上述问题。通过钻头旋转,主刀翼内锥处阶梯状结构和副刀翼端点分别形成2个直径不同的凹坑结构,在钻进过程中,上述2个凹坑结构处产生一圆形凸台状岩芯。凸台状岩芯更易于平衡钻头轴向受力、稳定钻进方向,从而减少钻头回旋、延长切削元件使用寿命,并提高钻头在易倾斜地层中的机械效率和稳定性。
为了实现本实用新型的目的,拟采用以下技术:
一种冠部具有双凹形切削结构的PDC钻头,其特征在于,刀翼包括3个主刀翼和3个副刀翼,所述主刀翼内锥处设有阶梯状结构;所述阶梯状结构间设有内水孔,所述主刀翼与相邻所述副刀翼间设有外水孔;所述阶梯状结构旋转形成内凹坑,所述副刀翼旋转形成外凹坑。
进一步,所述刀翼和所述阶梯状结构处均设有若干PDC齿。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型通过主刀翼内锥处阶梯状结构和副刀翼端点旋转形成的2个直径不同的凹坑结构,以切削形成一圆形凸台状岩芯。凸台状岩芯更易于平衡钻头轴向受力、稳定钻进方向,从而减少钻头回旋、延长切削元件使用寿命,并提高钻头在易倾斜地层中的机械效率和稳定性。
附图说明
图1示出了本实用新型的结构示意图。
图2示出了本实用新型的冠面俯视图。
图3示出了本实用新型的冠面剖视图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示,一种冠部具有双凹形切削结构的PDC钻头,刀翼1包括3个主刀翼11和3个副刀翼12。对称设置所述主刀翼(11)和所述副刀翼(12)有利于稳定钻头力平衡。
所述主刀翼11内锥处设有布设有若干PDC齿5的阶梯状结构2,所述阶梯状结构2旋转形成内凹坑41。所述内凹坑41通过主动切削产生,起主动导向作用。
所述副刀翼12旋转形成外凹坑42。所述外凹坑42是由于所述刀翼1对外侧岩层进行切削而被动形成的,起辅助导向作用。
所述阶梯状结构2间设有内水孔31。有利于为所述阶梯状结构2处的切削结构排屑、降温。
所述主刀翼11与相邻所述副刀翼12间设有外水孔32。有利于为钻头外锥处切削结构排屑、降温。
Claims (2)
1.一种冠部具有双凹形切削结构的PDC钻头,其特征在于,刀翼(1)包括3个主刀翼(11)和3个副刀翼(12),所述主刀翼(11)内锥处设有阶梯状结构(2);所述阶梯状结构(2)间设有内水孔(31),所述主刀翼(11)与相邻所述副刀翼(12)间设有外水孔(32);所述阶梯状结构(2)旋转形成内凹坑(41),所述副刀翼(12)旋转形成外凹坑(42)。
2.根据权利要求1所述的一种冠部具有双凹形切削结构的PDC钻头,其特征在于,所述刀翼(1)和所述阶梯状结构(2)处均设有若干PDC齿(5)。
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Cited By (2)
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CN108505944A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-07 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | 一种pdc钻头 |
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CN106907112A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-06-30 | 宜昌神达石油机械有限公司 | 一种钻井用pdc钻头 |
CN106907112B (zh) * | 2017-05-05 | 2023-06-20 | 宜昌神达科技有限公司 | 一种钻井用pdc钻头 |
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