CN207660547U - 提速增寿双级pdc钻头及双级pdc扩眼器 - Google Patents

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彭烨
关舒伟
樊慧萍
于建宾
陈曦
田京燕
徐玉超
王明瑞
汪为涛
张栋
张坤
孙骏
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Sinopec Oilfield Service Corp
Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
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Sinopec Oilfield Service Corp
Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
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Abstract

本实用新型公开了一种提供提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器。包括钢体3和与缸体3固连的接头5,以及布置在钢体3外围的双级刀翼7、双级刀翼7之间的喷嘴4和流道6,以及布置在双级刀翼7上的PDC柱形复合片1、PDC锥形复合片2,PDC柱形复合片1布置在刀翼的前缘,PDC锥形复合片2布置在刀翼的后缘,PDC锥形复合片2的出露高度比PDC柱形复合片1高。PDC锥形复合片的出露高度比PDC柱形复合片高h小于3mm,是PDC锥形复合片的优选破岩吃入深度。PDC锥形复合片的装配角度α为0~20°,PDC锥形复合片的受力、承载能力和破岩效果都较优,将大幅度提高PDC钻头的机械钻速和定向特性。

Description

提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器
技术领域
本实用新型涉及一种适用于直井和稳斜段等提速和增寿钻井工具,尤其是一种提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器。
背景技术
双级PDC钻头在软到中硬地层中能取得好的使用效果,在石油和地质钻井中得到广泛应用。但在一些中到硬地层中,尤其是非均质地层中, PDC钻头有机械钻速较低和寿命不足的问题;在定向井、水平井、大位移井和分支井等井型中存在工具面不稳的问题,尤其是在小井斜情况下,很多时候需要先用牙轮钻头定向,是PDC钻头在这些应用的瓶颈问题,急需要解决。
实用新型内容
本实用新型为解决PDC钻头在一些非均质地层中机械钻速较低和寿命不足,在定向井、水平井、大位移井和分支井等井型中存在工具面不稳的问题,提供一种具有较高机械钻速和较好工具面稳定性的提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器,以达到提高PDC钻头机械钻速和进尺,降低工人劳动强度,降低钻井成本和加快油气田和矿场等勘探开发速度的目的。
为实现上述目的,本实用新型的提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器,包括钢体3和与缸体3固连的接头5,以及布置在钢体3外围的双级刀翼7、双级刀翼7之间的喷嘴4和流道6,以及布置在双级刀翼7上的PDC柱形复合片1、PDC锥形复合片2,PDC柱形复合片1布置在刀翼的前缘, PDC锥形复合片2布置在刀翼的后缘,PDC锥形复合片2的出露高度比PDC柱形复合片1高。
进一步地,PDC柱形复合片可带有倒角、多倒角或倒圆角。
进一步地,PDC锥形复合片的装配角度α为0~20°。
进一步地,PDC锥形复合片的出露高度比PDC柱形复合片高出部分小于3mm。
本实用新型的有益效果:本实用新型提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器布置的PDC柱形复合片和PDC锥形复合片,PDC锥形复合片的出露高度比PDC柱形复合片高h小于3mm,此吃入深度是PDC锥形复合片的优选破岩吃入深度,有利于破岩提速。PDC锥形复合片的装配角度α为0~20°,在此角度范围,PDC锥形复合片2的受力、承载能力和破岩效果都较优,有利于提高进尺和机械钻速。PDC锥形复合片先切削出一圈沟槽,释放了地层应力,使PDC柱形复合片切削的地层强度大幅度降低,可钻性大幅度提高,破岩效率大幅度提高,有利于提高机械钻速。同时PDC锥形复合片随吃入深度变化的扭矩变化幅度较小,PDC柱形复合片切削释放应力后的地层,需要的扭矩随着地层应力的释放,扭矩随吃入深度变化而变化的幅度也大幅度降低,这些因素促成了提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器钻进的工具面稳定性。因此,提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器将大幅度提高PDC钻头的机械钻速和定向特性,将大幅度提高钻头在直井和定向井等中的机械钻速和进尺,有利于油气田和矿场勘探开发提速和降本。
附图说明
图1 提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器示意图
图2 PDC锥形复合片与PDC柱形复合片高差示意图
图中:1.PDC柱形复合片,2.PDC锥形复合片,3.钢体,4.喷嘴,5.接头,6.流道,7.刀翼,8.中心孔,9.丝扣,10.上卸扣槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。
参照附图1和2,本实用新型提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器由PDC柱形复合片1、PDC锥形复合片2、钢体3、喷嘴4和接头5组成。在钢体3上布置有流道6和刀翼7,钢体3和接头5中心设置有中心孔8。PDC柱形复合片1、PDC锥形复合片2和喷嘴4布置在钢体3上,PDC柱形复合片1布置在刀翼的前缘,PDC锥形复合片2布置在刀翼的后缘,PDC锥形复合片2的出露高度比PDC柱形复合片1高h。接头5上设置有丝扣9和上卸扣槽10。
进一步地,PDC柱形复合片1可带有倒角、多倒角或倒圆角。
进一步地,PDC锥形复合片2的装配角度α为0~15°。
进一步地,PDC锥形复合片2的出露高度比PDC柱形复合片1高h小于3mm。
本实用新型的有益效果:在钻井过程中,把本实用新型提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器通过接头5上的丝扣9与钻柱连接,上卸扣槽10与专用上卸扣器配合上卸PDC钻头。中心孔8、喷嘴4和流道6构成PDC钻头的循环清洗冷却系统,布置的PDC锥形复合片出露高度比PDC柱形复合片高h小于3mm,此吃入深度是PDC锥形复合片的优选破岩吃入深度,有利于破岩提速。PDC锥形复合片2的装配角度α为0~20°,在此角度范围,PDC锥形复合片2的受力、承载能力和破岩效果都较优,有利于提高进尺和机械钻速。

Claims (4)

1.提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器,包括缸体(3)和与缸体(3)固连的接头(5),以及布置在缸体(3)外围的双级刀翼(7)、双级刀翼(7)之间的喷嘴(4)和流道(6),以及布置在双级刀翼(7)上的PDC柱形复合片(1)、PDC锥形复合片(2),其特征在于:PDC柱形复合片(1)布置在刀翼的前缘,PDC锥形复合片(2)布置在刀翼的后缘,PDC锥形复合片(2)的出露高度比PDC柱形复合片(1)高。
2.权利要求1所述的提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器,其特征在于:PDC锥形复合片(2)的出露高度比PDC柱形复合片1高出部分小于3mm。
3.权利要求1或2所述的提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器,其特征在于: PDC锥形复合片(2)的装配角度α为0~15°。
4.权利要求3所述的提速增寿双级PDC钻头及双级PDC扩眼器,其特征在于:PDC柱形复合片(1)带有倒角、多倒角或倒圆角。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110029934A (zh) * 2019-04-23 2019-07-19 西南石油大学 基于螺杆驱动的双速pdc钻头
CN112302542A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 中国石油大学(北京) Pdc钻头

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