CN214787199U - 一种高速旋转式清泥油井钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油天然气、地质勘探用钻探技术领域，更具体的说是一种高速旋转式清泥油井钻头，装置中弧形块与刀翼配合，最大减少PDC钻头切割时刀翼与泥土的接触的面积，减少了阻力，进而增加了转速，增大刀翼之间的空隙、增大排屑空间的体积，实现钻井过程中清理泥土的目的。所述的三牙轮钻头包括三牙轮钻头牙爪、钻头座、喷嘴、牙轮、轮齿和冲击钻，钻头座固定连接在连接座上，钻头座的中间设置有冲击钻，钻头座上端设置有三个喷嘴，钻头座上设置有三个三牙轮钻头牙爪，三个三牙轮钻头牙爪呈120°均布，每个三牙轮钻头牙爪均上轴连接有一个牙轮，每个牙轮上均设置有多个轮齿。

Description

一种高速旋转式清泥油井钻头

技术领域

本实用新型涉及石油天然气、地质勘探用钻探技术领域，更具体的说是一种高速旋转式清泥油井钻头。

背景技术

公开号为CN210598828U的实用新型公开了一种新型石油天然气勘探开采的三牙轮钻头，涉及石油天然气勘探开采技术领域，包括钻头连接柱，所述钻头连接柱的顶部固定连接有钻头座，所述钻头座的一侧固定连接有三牙轮钻头牙爪，所述三牙轮钻头牙爪的一侧开设有注油孔。该新型石油天然气勘探开采的三牙轮钻头，通过钻头连接柱、钻头座、垫片的配合设置，能够保护钻头座在钻进过程中不被磨损，延长三牙轮钻头的使用寿命，具有较好的经济效益，解决了现有的三牙轮钻头钻进过程中钻头座受到磨损的情况，通过钻头座、三牙轮钻头牙爪、牙轮的配合设置，能够使牙轮之间的空间更大，钻进效果更好、更顺畅，解决了现有的碎屑挤出效果不理想的情况。但是该专利没有考虑到牙轮在软硬交错地层等复杂难钻地层条件下，牙轮钻头易出现泥包，破岩效率极低，并且其轴承寿命很短。

实用新型内容

本实用新型提供一种高速旋转式清泥油井钻头，其有益效果为：装置中弧形块与刀翼配合，最大减少PDC钻头切割时刀翼与泥土的接触的面积，减少了阻力，进而增加了转速，增大刀翼之间的空隙、增大排屑空间的体积，实现钻井过程中清理泥土的目的。

本实用新型涉及石油天然气、地质勘探用钻探技术领域，更具体的说是一种高速旋转式清泥油井钻头，包括PDC钻头和三牙轮钻头，装置中弧形块与刀翼配合，最大减少PDC钻头切割时刀翼与泥土的接触的面积，减少了阻力，避免形成泥包，同时，PDC钻头与三牙轮钻头配合，三牙轮钻头前冲击头快速冲击岩石，大大减小岩石的强度，接着PDC钻头进行二次的刮削破碎。

三牙轮钻头的下端设置有PDC钻头。

本实用新型一种高速旋转式清泥油井钻头，所述的PDC钻头包括刀翼、切削齿、弧形块、接头、连接座和钻头主体，钻头主体上均匀固定连接有四个刀翼，每个刀翼上等距离设置有三个切削齿，每个刀翼右侧均设置有一个弧形块，四个弧形块固定连接在钻头主体上，钻头主体的顶端设置有连接座。

本实用新型一种高速旋转式清泥油井钻头，所述的三牙轮钻头包括三牙轮钻头牙爪、钻头座、喷嘴、牙轮、轮齿和冲击钻，钻头座固定连接在连接座上，钻头座的中间设置有冲击钻，钻头座上端设置有三个喷嘴，钻头座上设置有三个三牙轮钻头牙爪，三个三牙轮钻头牙爪呈120°均布，每个三牙轮钻头牙爪均上轴连接有一个牙轮，每个牙轮上均设置有多个轮齿。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种高速旋转式清泥油井钻头，所述的每个喷嘴均位于三个三牙轮钻头牙爪之间的间隔处。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种高速旋转式清泥油井钻头，所述的牙轮的倾斜角度为60°。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种高速旋转式清泥油井钻头，所述的切削齿比牙轮到钻头主体轴线的距离长。

本实用新型一种高速旋转式清泥油井钻头的有益效果为：

本实用新型一种高速旋转式清泥油井钻头，装置中弧形块与刀翼配合，最大减少PDC钻头切割时刀翼与泥土的接触的面积，减少了阻力，避免形成泥包，同时，PDC钻头与三牙轮钻头配合，三牙轮钻头前冲击头快速冲击岩石，大大减小岩石的强度，接着PDC钻头进行二次的刮削破碎。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种高速旋转式清泥油井钻头的结构示意图一。

图2为本实用新型一种高速旋转式清泥油井钻头的结构示意图二。

图3为PDC钻头的结构示意图。

图4为三牙轮钻头的结构示意图。

图中：PDC钻头1；刀翼1-1；切削齿1-2；弧形块1-3；接头1-4；连接座 1-5；钻头主体1-6；三牙轮钻头2；三牙轮钻头牙爪2-1；钻头座2-2；喷嘴2-3；牙轮2-4；轮齿2-5。

具体实施方式

具体实施方式一：

下面结合图1-4说明本实施方式，本实用新型涉及石油天然气、地质勘探用钻探技术领域，更具体的说是一种高速旋转式清泥油井钻头，包括PDC钻头1 和三牙轮钻头2，装置中弧形块1-3与刀翼1-1配合，最大减少PDC钻头1切割时刀翼1-1与泥土的接触的面积，减少了阻力，避免形成泥包，同时，PDC钻头 1与三牙轮钻头2配合，三牙轮钻头2前冲击头快速冲击岩石，大大减小岩石的强度，接着PDC钻头1进行二次的刮削破碎。

三牙轮钻头2的下端设置有PDC钻头1。

PDC钻头1包括刀翼1-1、切削齿1-2、弧形块1-3、接头1-4、连接座1-5 和钻头主体1-6，钻头主体1-6上均匀固定连接有四个刀翼1-1，每个刀翼1-1 上等距离设置有三个切削齿1-2，每个刀翼1-1右侧均设置有一个弧形块1-3，四个弧形块1-3固定连接在钻头主体1-6上，钻头主体1-6的顶端设置有连接座1-5。PDC钻头1进行第二次的刮削破碎，刮削时，弧形块1-3的设置使装置工作时切削齿1-2直接作用于岩石层，降低了岩石作用于刀翼1-1时产生的阻力，也就是说提高了装置的旋转速度，另外，刀翼1-1的背面设置成凹型刀面，凹处位置为弧形，使刀翼在基本不降低强度的前提下尽量减小体积，从而可以增大刀翼之间的空隙、增大排屑空间的体积，有助于井底岩屑高效运移出井底，弧形设置使岩屑更易滑落。

所述的三牙轮钻头2包括三牙轮钻头牙爪2-1、钻头座2-2、喷嘴2-3、牙轮2-4、轮齿2-5和冲击钻2-6，钻头座2-2固定连接在连接座1-5上，钻头座2-2上端设置有三个喷嘴2-3，钻头座2-2的中间设置有冲击钻2-6，钻头座 2-2上设置有三个三牙轮钻头牙爪2-1，三个三牙轮钻头牙爪2-1呈120°均布，每个三牙轮钻头牙爪2-1均上轴连接有一个牙轮2-4，每个牙轮2-4上均设置有多个轮齿2-5。当牙轮2-4在井底滚动时，冲击钻2-6先对岩石层正面进行预碎冲击，随后牙轮上的轮齿2-5依次冲击、压入地层，这个作用可以将井底岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸。

具体实施方式二：

下面结合图1-4说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述的每个喷嘴2-3均位于三个三牙轮钻头牙爪2-1之间的间隔处。更易实现对钻头工作时的冷却，并带走切削屑。

具体实施方式三：

下面结合图1-4说明本实施方式，本实施方式对实施方式二作进一步说明，所述的牙轮2-4的倾斜角度为60°。使三牙轮钻头2对岩石实现最大的破碎效率。

具体实施方式四：

下面结合图1-4说明本实施方式，本实施方式对实施方式三作进一步说明，切削齿1-2比牙轮2-4到钻头主体1-6轴线的距离长。使PDC钻头1能够进行第二次的刮削破碎。

本实用新型一种高速旋转式清泥油井钻头的工作原理：在实际钻井过程中，当牙轮2-4在井底滚动时，冲击钻2-6先对岩石层正面进行预碎冲击，随后牙轮上的轮齿2-5依次冲击、压入地层，这个作用可以将井底岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸，随后PDC钻头1进行第二次的刮削破碎，刮削时，弧形块1-3的设置使装置工作时切削齿1-2直接作用于岩石层，降低了岩石作用于刀翼1-1时产生的阻力，也就是说提高了装置的旋转速度，另外，刀翼1-1的背面设置成凹型刀面，凹处位置为弧形，使刀翼在基本不降低强度的前提下尽量减小体积，从而可以增大刀翼之间的空隙、增大排屑空间的体积，有助于井底岩屑高效运移出井底，弧形设置使岩屑更易滑落，最终达到增加排屑空间的体积、提高排屑通道的宽广度和流畅度、提高钻头表面的剪切应力、降低岩屑重复切削和对钻井过程中清理泥土的目的，对于提高钻头使用效果具有重要意义。

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种高速旋转式清泥油井钻头，包括PDC钻头(1)和三牙轮钻头(2)，其特征在于：三牙轮钻头(2)的下端设置有PDC钻头(1)，

所述的PDC钻头(1)包括刀翼(1-1)、切削齿(1-2)、弧形块(1-3)、接头(1-4)、连接座(1-5)和钻头主体(1-6)，钻头主体(1-6)上均匀固定连接有四个刀翼(1-1)，每个刀翼(1-1)上等距离设置有三个切削齿(1-2)，每个刀翼(1-1)右侧均设置有一个弧形块(1-3)，四个弧形块(1-3)固定连接在钻头主体(1-6)上，钻头主体(1-6)的顶端设置有连接座(1-5)，

所述的三牙轮钻头(2)包括三牙轮钻头牙爪(2-1)、钻头座(2-2)、喷嘴(2-3)、牙轮(2-4)、轮齿(2-5)和冲击钻(2-6)，钻头座(2-2)固定连接在连接座(1-5)上，钻头座(2-2)的中间设置有冲击钻(2-6)，钻头座(2-2)上端设置有三个喷嘴(2-3)，钻头座(2-2)上设置有三个三牙轮钻头牙爪(2-1)，三个三牙轮钻头牙爪(2-1)呈120°均布，每个三牙轮钻头牙爪(2-1)均上轴连接有一个牙轮(2-4)，每个牙轮(2-4)上均设置有多个轮齿(2-5)。

2.根据权利要求1所述的一种高速旋转式清泥油井钻头，其特征在于：所述的每个喷嘴(2-3)均位于三个三牙轮钻头牙爪(2-1)之间的间隔处。

3.根据权利要求2所述的一种高速旋转式清泥油井钻头，其特征在于：所述的牙轮(2-4)的倾斜角度为60°。

4.根据权利要求3所述的一种高速旋转式清泥油井钻头，其特征在于：所述的切削齿(1-2)比牙轮(2-4)到钻头主体(1-6)轴线的距离长。

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