CN211342787U

CN211342787U - 一种破岩效率高的钻井钻头

Info

Publication number: CN211342787U
Application number: CN201922397740.4U
Authority: CN
Inventors: 周斌
Original assignee: Chengdu Gaopu Petroleum Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Gaopu Petroleum Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2020-08-25
Anticipated expiration: 2029-12-27

Abstract

本实用新型提供了一种破岩效率高的钻井钻头，属于石油、天然气开采钻井技术领域。包括钻头本体和螺纹连接部，所述钻头本体的冠部同轴设有锥部和钻尖，所述钻尖为锥形结构，其上设有多个同向倾斜的刀齿，所述刀齿上设有第一刃部；所述钻头本体外侧设有多条主刀脊，所述主刀脊沿钻头转动方向侧具有弧形凹槽，主刀脊的弧形凹槽外侧沿钻头本体轴线方向设有第二刃部，所述主刀脊上靠近第二刃部设有若干凸出的切削齿；所述锥部设有辅刀脊，所述辅刀脊由主刀脊边缘延伸至钻尖边缘，所述辅刀脊上设有若干凸出的切削齿。该钻头吃入岩石速度快，各部分协调钻孔，破岩速度快，钻井效率高；且钻头主体受到的冲击、磨损减少，使用寿命延长。

Description

一种破岩效率高的钻井钻头

技术领域

本实用新型属于石油、天然气开采钻井技术领域，具体涉及一种破岩效率高的钻井钻头。

背景技术

在钻井过程中，钻头是钻入泥土破碎岩石的重要工具。钻头破岩效率高低主要从钻头的寿命，钻头寿命内钻井长度（钻头进尺）和机械钻速等指标来衡量评价。按照结构特点和破岩机理的不同，钻头分为三种：刮刀钻头、牙轮钻头和金刚石钻头。刮刀钻头，主要以刮削、挤压和剪切的方式进行钻进，适用于松软底层；牙轮钻头采用冲击、压碎和剪切等形式进行钻进，适用于从软到硬的各种地层；金刚石钻头以破磨合铣削方式钻进，适用于坚硬地层。

目前，使用较广的是牙轮钻头，其适用于钻从软到硬的各种地层，适用范围广，但是该类钻头是通过端部分布的牙齿压碎并吃入岩石的，其端部与岩石的接触面积较大，单位面积的冲击力相对较小，使得吃入岩石的速度较慢。此外，目前的钻头普遍存在钻井效率较低，使用寿命偏短，钻井所需输入强度大等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种破岩效率高的钻井钻头，以解决现有钻头吃入岩石速度慢，钻井效率低，使用寿命短的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种破岩效率高的钻井钻头，包括钻头本体和与钻头本体相连接的螺纹连接部，所述钻头本体的冠部同轴设有锥部和钻尖，所述钻尖为锥形结构，其上设有多个同向倾斜的刀齿，所述刀齿上设有第一刃部；所述钻头本体外侧设有多条主刀脊，所述主刀脊沿钻头转动方向侧具有弧形凹槽，主刀脊的弧形凹槽外侧沿钻头本体轴线方向设有第二刃部，所述主刀脊上靠近第二刃部设有若干凸出的切削齿；所述锥部设有辅刀脊，所述辅刀脊由主刀脊边缘延伸至钻尖边缘，所述辅刀脊上设有若干凸出的切削齿。

进一步地，所述辅刀脊上设有喷水口；所述钻头本体内沿中心轴线上设有主水流通道，所述主水流通道上设有连通所述喷水口的分支水流通道，所述分支水流通道的后段与所述钻头本体的中心轴线相平行。设喷水口可在钻井的同时进行洗井操作，保证钻井工作持续运行，缩短钻井所需时长。连通喷水口的分支水流通道与钻头本体的中心轴线相平行，使得喷水口竖直向井内喷水，保证清洗效果，且不会破坏井道侧壁结构。

进一步地，所述切削齿为圆柱形结构，由聚晶金刚石复合材料制成。韧性高、磨削性能好。

进一步地，所述钻尖包括6个刀齿，所述钻头本体包括2~4个主刀脊，所述锥部包括2~4个辅刀脊。

进一步地，所述主刀脊和辅刀脊均为4个。

进一步地，所述钻头本体上设有若干纵向的凹槽和凸脊，所述凸脊向钻头转动方向倾斜。凸脊可辅助切削，凹槽便于排屑。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的钻井钻头，在钻头本体的冠部设同轴的锥部和钻尖，钻尖为锥形结构并设有斜向的刀齿，运行时，钻尖可快速吃入岩石中，钻出小孔，并经锥部的辅刀脊和切削齿，冲击、切削快速扩大钻孔，最后由钻头本体上的主刀脊和切削齿冲击、切削钻出合格的井道。该钻井钻头吃入岩石速度快，各部分协调钻孔，破岩速度快，钻井效率高；且各部位分工，钻头主体在单位钻井长度内受到的冲击、磨损减少，使用寿命延长。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的俯视结构示意图。

图3为本实用新型图1中A-A方向的剖视结构示意图。

图4为主水流通道和分支水流通道的结构示意图。

附图标记：

1：钻头本体；11：主刀脊；12：弧形凹槽；13：第二刃部；14：凹槽；15：凸脊；2：锥部；21：辅刀脊；22：喷水口；3：钻尖；31：刀齿；32：第一刃部；4：螺纹连接部；5：切削齿；61：主水流通道；62：分支水流通道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种破岩效率高的钻井钻头，该钻头包括钻头本体1、锥部2、钻尖3和螺纹连接部4等。钻头本体1的下端与螺纹连接部4相连接，钻头本体1的上端为冠部，冠部包括锥部2和钻尖3。钻尖3、锥部2、钻头本体1和螺纹连接部4位于同一中心轴线上。

如图1和图2所示，钻尖3整体为上尖下圆的锥形结构，其斜面上设有多个刀齿31，刀齿31均向同一方向倾斜，其倾斜方向为钻头的转动方向。刀齿31上边缘设有第一刃部32，第一刃部32坚硬锋利，起切削作用。设置钻尖3可使钻头快速吃入岩石中，进行定位开钻。需要注意的是：该钻头运行是只能朝一个方向转动钻井，不能反向转动。

如图1至图3所示，钻头本体1外侧沿轴线方向设有多条主刀脊11，所述主刀脊11沿钻头转动方向的一侧具有弧形凹槽12，弧形凹槽12沿钻头本体1的轴线方向延伸，弧形凹槽12的外侧设有第二刃部13，第二刃部13亦沿钻头本体1的轴线方向延伸。主刀脊11上靠近第二刃部13设有若干凸出的切削齿5，切削齿5朝向钻头转动方向。

如图1和图2所示，锥部2上小下大，其斜面上设有辅刀脊21，辅刀脊21与主刀脊11数量相同，由主刀脊11外侧边缘斜向上延伸至钻尖3的边缘。辅刀脊21上亦设有若干凸出的切削齿5，且辅刀脊21上的切削齿5亦朝向钻头的运行方向。

如图2和图4所示，进一步地，锥部2的辅刀脊21上设有喷水口22。钻头本体1内沿中心轴线上设有连通外部水管的主水流通道61，主水流通道62在靠近锥部2方向设有分支水流管道62，分支水流管道62与喷水口22相连通，且每个喷水口22对应一条分支水流管道62。分支水流管道62与喷水口22相连的后段与钻头本体1的中心轴线相平行，保证喷水口22沿钻头轴线方向进行喷水，便于洗井，不易造成井壁破坏。

优选，切削齿5为圆柱形结构，由聚晶金刚石复合材料制成，固定安装于主刀脊11和辅刀脊21的上。

优选，该钻头的钻尖3上设有6个刀齿31，6个刀齿31均匀分布在钻尖3的斜面上，连接钻尖3的中部到边缘。钻头本体1上设有4个主刀脊11，也可以是2个或3个主刀脊11。锥部2上设有4个辅刀脊21，也可以2个或3个辅刀脊21，但是主刀脊11和辅刀脊21的数量相同。

进一步地，钻头本体1上设有若干纵向分布凹槽14和凸脊15，其中凸脊15向钻头转动方向倾斜，可一定程度上辅助切削。凹槽14可一定程度上方便井内碎屑排出，便于洗井操作。

在上文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

Claims

1.一种破岩效率高的钻井钻头，包括钻头本体（1）和与钻头本体（1）相连接的螺纹连接部（4），其特征在于，所述钻头本体（1）的冠部同轴设有锥部（2）和钻尖（3），所述钻尖（3）为锥形结构，其上设有多个同向倾斜的刀齿（31），所述刀齿（31）上设有第一刃部（32）；所述钻头本体（1）外侧设有多条主刀脊（11），所述主刀脊（11）沿钻头转动方向侧具有弧形凹槽（12），主刀脊（11）的弧形凹槽（12）外侧沿钻头本体（1）轴线方向设有第二刃部（13），所述主刀脊（11）上靠近第二刃部（13）设有若干凸出的切削齿（5）；所述锥部（2）设有辅刀脊（21），所述辅刀脊（21）由主刀脊（11）边缘延伸至钻尖（3）边缘，所述辅刀脊（21）上设有若干凸出的切削齿（5）。

2.根据权利要求1所述的破岩效率高的钻井钻头，其特征在于，所述辅刀脊（21）上设有喷水口（22）；所述钻头本体（1）内沿中心轴线上设有主水流通道（61），所述主水流通道（61）上设有连通所述喷水口（22）的分支水流通道（62），所述分支水流通道（62）的后段与所述钻头本体（1）的中心轴线相平行。

3.根据权利要求1或2所述的破岩效率高的钻井钻头，其特征在于，所述切削齿（5）为圆柱形结构，由聚晶金刚石复合材料制成。

4.根据权利要求1所述的破岩效率高的钻井钻头，其特征在于，所述钻尖（3）包括6个刀齿（31），所述钻头本体（1）包括2~4个主刀脊（11），所述锥部（2）包括2~4个辅刀脊（21）。

5.根据权利要求4所述的破岩效率高的钻井钻头，其特征在于，所述主刀脊（11）和辅刀脊（21）均为4个。

6.根据权利要求1所述的破岩效率高的钻井钻头，其特征在于，所述钻头本体（1）上设有若干纵向的凹槽（14）和凸脊（15），所述凸脊（15）向钻头转动方向倾斜。