CN207598195U - 一种适用于硬地层的取芯钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于硬地层的取芯钻头，它包括基体、冠部和刀翼，刀翼均匀分布在冠部上，刀翼上设置PDC切削齿，所述切削齿的后倾角取值为10‑30度，至少一个刀翼上设置混合切削齿，混合切削齿包括PDC切削齿和TSP齿，混合切削齿按照PDC切削齿在前，TSP齿在后的方式混合布置而成。本实用新型能够有效克服普通取芯钻头在暗色泥岩、凝灰岩等硬地层中吃入能力差、机械钻速低、寿命短的状况。
Description
技术领域
本实用新型属于石油钻探工具范围，提供了一种适用于硬地层的取芯钻头。
背景技术
近年来，随着吐哈油田勘探开发步伐的加快，探井比例逐年增加，油田公司为了寻找油气、探明声烃环境，对暗色泥岩、三塘湖凝灰岩取芯越来越多，但是由于泥岩、凝灰岩段取芯存在取芯速度慢、取芯失败等问题，严重影响取芯效率。
目前，运用常规的取芯钻头在暗色泥岩、凝灰岩地层中进行取芯，表现出吃入地层困难，机械钻速低，切削齿崩损、磨损严重，使用寿命短，导致频繁起下钻，耽误钻井周期和增加钻井成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于硬地层的取芯钻头，可延长取芯钻头的使用寿命，提高机械转速。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种适用于硬地层的取芯钻头，它包括基体、冠部和刀翼，刀翼均匀分布在冠部上，刀翼上设置PDC切削齿，所述切削齿的后倾角取值为10-30度，至少有一个刀翼上设置混合切削齿，混合切削齿包括PDC切削齿和TSP齿，混合切削齿按照PDC切削齿在前，TSP齿在后的方式混合布置而成。前排采用PDC齿，能够有效延长钻头的使用寿命，后排为TSP齿为三角形(可以为多排)，辅助吃入坚硬底层，提高钻进效率。
作为优选方式，所述的冠部上均匀布置6个刀翼，刀翼厚度均等，6个刀翼至少有一个刀翼设置PDC切削齿和TSP齿，即至少设置一个包含混合切削齿的刀翼。这一优化设置，可以保证钻头受力相对均匀，提高钻头的使用寿命，而且可以提升转速。
作为优选方式，PDC切削齿的出露最高点与TSP齿出露最高点一致，保证TSP齿和PDC切削齿能同时与地层接触，并进行钻进，通过PDC切削齿保护TSP齿，使整个钻头的寿命更长久。
作为优选方式，刀翼上布置有PDC切削齿和TSP齿，每个刀翼上的两颗PDC切削齿之间对应设置一排TSP齿，所述TSP齿为1/CT，所述的PDC切削齿直径为8mm。TSP齿可增强整个钻头的切削力，而PDC切削齿则增加整个钻头的寿命，设置多排TSP(两颗PDC切削齿对应设置一排TSP齿)，也在一定程度上增加了钻头的使用寿命。
作为优选方式，钻头每个刀翼前布置一个固定喷嘴，喷嘴与刀翼面的角度γ取3°-5°，喷嘴喷射方向与轴线的夹角β取0°-7°，结构更加合理，延长了使用寿命。
作为优选方式，每个喷嘴的直径D取值为8-14mm。
作为优选方式，冠部上均匀布置6个刀翼，分别是BLD1～BLD6刀翼，BLD1刀翼布置9颗8mm PDC切削齿，齿号分别为1#、7#、13#、19#、25#、31#、37#、43#、49#，BLD2刀翼布置8颗8mm PDC切削齿,齿号分别为4#、10#、16#、22#、28#、34#、40#、46#，BLD3刀翼布置9颗8mm PDC切削齿，齿号分别为2#、8#、14#、20#、26#、32#、38#、44#、50#，BLD4刀翼布置8颗8mm PDC切削齿，齿号分别为5#、11#、17#、23#、29#、35#、41#、47#，BLD5刀翼布置8颗8mm PDC切削齿，齿号分别为3#、9#、15#、21#、27#、33#、39#、45#，BLD6刀翼布置8颗8mm PDC切削齿，齿号分别为6#、12#、18#、24#、30#、36#、42#、48#。
作为优选方式，1#-50#PDC切削齿后倾角取值为17度。
作为优选方式，每排TSP齿数量由中心向外放置2-4粒，喷嘴与刀翼面的夹角取值为3度，与轴线的角度取值为5度，喷嘴直径取值为10mm；钻头冠部顶部各刀翼之间设置面槽，钻头冠部侧面各刀翼之间设置排屑槽，面槽和排屑槽相连。
作为优选方式，钻头冠部上设置内流道。
本实用新型的有益效果是：本实用新型能够有效克服普通取芯钻头在暗色泥岩、凝灰岩等硬地层中吃入能力差、机械钻速低、寿命短的状况。
附图说明
图1是本实用新型一种适用于硬地层的取芯钻头结构示意图；
图2是本实用新型钻头的俯视示意图；
图中标记：1-基体、2-冠部、3-排屑槽、4-面槽、5-内流道、6-PDC切削齿、7-喷嘴孔、8-TSP齿。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1和图2所示，一种适用于硬地层的取芯钻头，它包括基体1、冠部2和刀翼，刀翼均匀分布在冠部2上，刀翼上设置PDC切削齿6，所述切削齿的后倾角取值为10-30度，优选15-20度，其中至少一个刀翼上设置混合切削齿，混合切削齿包括PDC切削齿6和TSP齿8，混合切削齿按照PDC切削齿6在前，TSP齿8在后的方式混合布置而成。前排采用PDC齿，能够有效延长钻头的使用寿命，后排为TSP齿8为三角形(可以为多排)，辅助吃入坚硬底层，提高钻进效率。钻头体下端为基体1，上段为钻头冠部2，基体1和冠部2一体成型，基体1上设置外螺纹。
在一个优选实施例中，所述的冠部2上均匀布置6个刀翼，刀翼厚度均等，6个刀翼至少有一个刀翼设置PDC切削齿6和TSP齿8，即至少设置一个包含混合切削齿的刀翼。这一优化设置，可以保证钻头受力相对均匀，提高钻头的使用寿命，而且可以提升转速。
在一个优选实施例中，PDC切削齿6的出露最高点与TSP齿8出露最高点一致，保证TSP齿8和PDC切削齿6能同时与地层接触，并进行钻进，通过PDC切削齿6保护TSP齿8，使整个钻头的寿命更长久。
在一个优选实施例中，刀翼上布置有PDC切削齿6和TSP齿8，每个刀翼上的两颗PDC切削齿6之间对应设置一排TSP齿8，所述TSP齿8为1/CT，所述的PDC切削齿6直径为8mm。TSP齿8可增强整个钻头的切削力，而PDC切削齿6则增加整个钻头的寿命，设置多排TSP(两颗PDC切削齿6对应设置一排TSP齿8)，也在一定程度上增加了钻头的使用寿命。
在一个优选实施例中，钻头每个刀翼前布置一个固定喷嘴，喷嘴与刀翼面的角度γ取3°-5°，喷嘴喷射方向与轴线的夹角β取0°-7°，从图1中可以明显看到喷嘴孔7，结构更加合理，延长了使用寿命。
在一个优选实施例中，每个喷嘴的直径D取值为8-14mm。
在一个优选实施例中，冠部2上均匀布置6个刀翼，分别是BLD1～BLD6刀翼，BLD1刀翼布置9颗8mm PDC切削齿6，齿号分别为1#、7#、13#、19#、25#、31#、37#、43#、49#，BLD2刀翼布置8颗8mm PDC切削齿6,齿号分别为4#、10#、16#、22#、28#、34#、40#、46#，BLD3刀翼布置9颗8mm PDC切削齿6，齿号分别为2#、8#、14#、20#、26#、32#、38#、44#、50#，BLD4刀翼布置8颗8mm PDC切削齿6，齿号分别为5#、11#、17#、23#、29#、35#、41#、47#，BLD5刀翼布置8颗8mmPDC切削齿6，齿号分别为3#、9#、15#、21#、27#、33#、39#、45#，BLD6刀翼布置8颗8mm PDC切削齿6，齿号分别为6#、12#、18#、24#、30#、36#、42#、48#。
在一个优选实施例中，1#-50#PDC切削齿6后倾角取值为17度。
在一个优选实施例中，每排巴拉斯布置2-4粒。
在一个优选实施例中，每排TSP齿8数量由中心向外放置2-4粒，喷嘴与刀翼面的夹角取值为3度，与轴线的角度取值为5度，喷嘴直径取值为10mm；钻头冠部2顶部各刀翼之间设置面槽4，钻头冠部2侧面各刀翼之间设置排屑槽3，面槽4和排屑槽3相连。
在一个优选实施例中，钻头冠部2上设置内流道5，优选地，在钻头体的内径处设置有内流道5。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于硬地层的取芯钻头，其特征在于：它包括基体、冠部和刀翼，刀翼均匀分布在冠部上，刀翼上设置PDC切削齿，所述切削齿的后倾角取值为10-30度，至少有一个刀翼上设置混合切削齿，混合切削齿包括PDC切削齿和TSP齿，混合切削齿按照PDC切削齿在前，TSP齿在后的方式混合布置而成。
2.根据权利要求1所述的一种适用于硬地层的取芯钻头，其特征在于：所述的冠部上均匀布置6个刀翼。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于硬地层的取芯钻头，其特征在于：PDC切削齿的出露最高点与TSP齿出露最高点一致。
4.根据权利要求1所述的一种适用于硬地层的取芯钻头，其特征在于：刀翼上布置有PDC切削齿和TSP齿，每个刀翼上的两颗PDC切削齿之间对应设置一排TSP齿，所述TSP齿为1/CT，所述的PDC切削齿直径为8mm。
5.根据权利要求1或4所述的一种适用于硬地层的取芯钻头，其特征在于：钻头每个刀翼前布置一个固定喷嘴，喷嘴与刀翼面的角度γ取3°-5°，喷嘴喷射方向与轴线的夹角β取0°-7°。
6.根据权利要求5所述的一种适用于硬地层的取芯钻头，其特征在于：每个喷嘴的直径D取值为8-14mm。
7.根据权利要求1所述的一种适用于硬地层的取芯钻头，其特征在于：冠部上均匀布置6个刀翼，分别是BLD1～BLD6刀翼，BLD1刀翼布置9颗8mm PDC切削齿，齿号分别为1#、7#、13#、19#、25#、31#、37#、43#、49#，BLD2刀翼布置8颗8mm PDC切削齿,齿号分别为4#、10#、16#、22#、28#、34#、40#、46#，BLD3刀翼布置9颗8mm PDC切削齿，齿号分别为2#、8#、14#、20#、26#、32#、38#、44#、50#，BLD4刀翼布置8颗8mm PDC切削齿，齿号分别为5#、11#、17#、23#、29#、35#、41#、47#，BLD5刀翼布置8颗8mm PDC切削齿，齿号分别为3#、9#、15#、21#、27#、33#、39#、45#，BLD6刀翼布置8颗8mm PDC切削齿，齿号分别为6#、12#、18#、24#、30#、36#、42#、48#。
8.根据权利要求7所述的一种适用于硬地层的取芯钻头，其特征在于：1#-50#PDC切削齿后倾角取值为17度。
9.根据权利要求4所述的一种适用于硬地层的取芯钻头，其特征在于：每排TSP齿数量由中心向外放置2-4粒，喷嘴与刀翼面的夹角取值为3度，与轴线的角度取值为5度，喷嘴直径取值为10mm；钻头冠部顶部各刀翼之间设置面槽，钻头冠部侧面各刀翼之间设置排屑槽，面槽和排屑槽相连。
10.根据权利要求1或2或4或6或7或8或9所述的一种适用于硬地层的取芯钻头，其特征在于：钻头冠部上设置内流道。
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| CN201721680023.7U CN207598195U (zh) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | 一种适用于硬地层的取芯钻头 |
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| CN (1) | CN207598195U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116104421A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-05-12 | 成都迪普金刚石钻头有限责任公司 | 适用于坚硬破碎地层取心的pdc混镶钻头 |
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2017
- 2017-12-06 CN CN201721680023.7U patent/CN207598195U/zh active Active
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| CN116104421A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-05-12 | 成都迪普金刚石钻头有限责任公司 | 适用于坚硬破碎地层取心的pdc混镶钻头 |
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