CN217925784U - 一种径向钻井专用套管开孔钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种径向钻井专用套管开孔钻头，包括依次相连的连接杆部、钻头；所述的钻头，其呈锥状，其锥面处从头至尾依次设置有多圈外齿圈；所述的多圈外齿圈相间设置，且其上分别设置有相应的多个钻齿；相邻外圈齿之间的钻齿的受力面相反，即一个为顺时针、一个为逆时针；还包括设置在钻头顶端的尖端。本实用新型的有益效果是：钻取效率高、使用寿命高、适用于套管的钻孔。

Description

一种径向钻井专用套管开孔钻头

技术领域

本实用新型涉及开孔钻头技术领域，具体涉及一种径向钻井专用套管开孔钻头。

背景技术

目前套管开窗型径向钻井技术已经初步实现提高油井的采收率，其中套管开窗侧钻是实现径向钻井的关键步骤。但是由于缺少专用套管开孔钻头，通常是使用常规的钻井钻头来代替，但是其钻头尺寸大，导致套管开孔较大，并且含有喷嘴需要钻井液进行冲洗，设备动用量大、作业量大、成本高。在对比文件“CN201520094021.4一种径向钻井专用套管开孔钻头”的说明书中提及“包括钻头体以及与其后端连接的接头，所述钻头体沿周向间隔分布多个切削刃，各个切削刃前端汇聚形成尖角结构，相邻切削刃之间开有排屑槽；每个切削刃上均设有卸压槽。所述切削刃为三个”，对比文件钻头设置虽然在钻井前阶段可快速钻孔，但钻井后续过程比较长，会容易对切削刃造成磨损，磨损后只能更换整个钻头。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种径向钻井专用套管开孔钻头，其具有钻取效率高、使用寿命高、适用于套管的钻孔的有益效果。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种径向钻井专用套管开孔钻头，包括依次相连的连接杆部、钻头；

所述的钻头，其呈锥状，其锥面处从头至尾依次设置有多圈外齿圈；

所述的多圈外齿圈相间设置，且其上分别设置有相应的多个钻齿；

相邻外圈齿之间的钻齿的受力面相反，即一个为顺时针、一个为逆时针。

进一步地，还包括多组排屑槽；所述的排屑槽在钻头锥面呈螺旋形分布；并且所述的排屑槽的螺旋方向，与钻头正常工作转动的方向一致。利于排屑。

进一步地优选地，所述的多组排屑槽位于分别相邻外齿圈之间的钻头的锥面上。

进一步地，还包括尖端；所述的尖端，固定在钻头的顶端处；所述的尖端，其周向具有多组前切韧。起到初步钻小孔的作用。

对尖端进行优选设计：尖端，其中心为引导块、顶柱一体成型；所述的引导块呈锥状，其顶部具有一体的顶柱；所述的前切韧，分布在引导块、顶柱的四周；所述的引导块通过固定在钻头的端头处。

进一步地，所述的多圈外齿圈，从钻头顶端至尾端依次为第四外齿圈、第三外齿圈、第二外齿圈、第一外齿圈，且四者与钻头为一体；所述的外齿圈具有钻齿槽，钻齿槽内焊接有钻齿。

对多圈外齿圈、钻齿进行优选设计：所述的第四外齿圈、第三外齿圈、第二外齿圈、第一外齿圈，其上的钻齿依次为小齿、大齿、小齿、大齿；大齿为与钻头工作方向一致的顺时针齿；小齿为与钻头工作方向相反的逆时针齿。

需要说明的是，以各大齿之间形成的外轮廓为基准锥面，小齿相当于是凹陷在基准锥面内的。大齿主要起钻孔作用，小齿主要起平整杂屑的作用。

进一步地，所述的连接杆部，为前连接段、中连接段、螺纹杆段形成直径逐渐减小的阶梯轴状，螺纹杆段上具有外螺纹。增加连接强度。

需要说明的是，本方案主要是对钻井用套管沿径向钻孔，从而在主钻井道上，形成支路钻井，因此无需采用传统的牙轮钻头，只要相应钻头的强度适用于套管即可。

本方案中，在普通的径向钻头的基础上进行了改进：先通过尖端钻取一小孔，进行定位，避免在沿径向钻时出现打滑(应为套管钻孔与井内土层钻孔不同)；然后通过钻头进行扩孔，从而达到快速钻孔的目的；钻头在钻孔过程中，大齿主要起到切削作用，小齿将从排屑槽排出的杂物进行向外施压平整，避免后面的大齿与飞溅的杂物接触时，出现崩损的情况(无数小颗粒不大击打大齿，会影响大齿的使用寿命；小齿则避免了杂物颗粒大量飞溅，杂物颗粒与小齿接触时造成小齿的磨损，并不影响钻头正常的钻取工作)。

本实用新型具有以下优点：

(1)通过尖端、钻头的两段式设计，利于在套管上快速定位，利于后续的快速钻取，从而提高钻取效率；

(2)通过大齿、小齿的设计，提高了大齿的使用寿命，而下齿即便有损伤，也不影响钻头的正常工作；

(3)钻头上四组齿圈的钻齿槽上所设置的钻齿方便在进行转孔时进行旋钻边缘区域，有助于加速钻孔，不仅密集厚实，可经久耐用，并且提高整体开孔的效率，使用更高效锋利，并且齿圈外侧安装的钻齿可独立更换，钻齿损坏后可以独立更换钻齿即可。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体图；

图2为本实用新型实施例的钻头和连接杆部示意图；

图3为本实用新型实施例的钻齿槽示意图；

图4为本实用新型实施例的钻齿安装示意图。

图中：1、连接杆部；10、外螺纹；11、中连接段；12、前连接段；2、钻头；20、固定座；21、第一外齿圈；22、第二外齿圈；23、第三外齿圈；24、第四外齿圈；25、钻齿槽；26、钻齿；27、排屑槽；3、尖端；30、前切韧，31、顶柱；32、引导块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1～图4所示，一种径向钻井专用套管开孔钻头，包括依次相连的连接杆部1、钻头2；其中，钻头2呈锥状，其锥面处从头至尾依次设置有多圈外齿圈；而多圈外齿圈相间设置，且其上分别设置有相应的多个钻齿26；此外，相邻外圈齿之间的钻齿26的受力面相反，即一个为顺时针、一个为逆时针。

需要说明的是，相邻外圈齿之间的钻齿26的受力面，一个为顺时针，另一个不为顺时针即可。本方案一个顺时针，另一个为逆时针是比较优选的方式，另一个为其他方向的设计，依然在本方案的保护范围内。

本实施例中，一种径向钻井专用套管开孔钻头，还包括多组排屑槽27。排屑槽27在钻头2锥面呈螺旋形分布；并且所述的排屑槽27的螺旋方向，与钻头2正常工作转动的方向一致。利于排屑。

进一步地，多组排屑槽27位于分别相邻外齿圈之间的钻头2的锥面上。

本实施例中，一种径向钻井专用套管开孔钻头，还包括尖端3。尖端3固定在钻头2的顶端处；在尖端3的周向具有多组前切韧30。起到初步钻小孔的作用。

进一步地，尖端3的中心为引导块32、顶柱31一体成型；引导块32呈锥状，其顶部具有一体的顶柱31；前切韧30，分布在引导块32、顶柱31的四周；引导块32通过固定在钻头2的端头处。

需要说明的是，引导块32为圆锥形结构，且引导块32的弧形侧面与顶柱31的底部焊接在一起，并且在引导块32底边与排屑槽27排料口贴合，顶柱31前端为偏心的钻刀，方便在钻孔前方便先定住，之后再利用前切韧30进行钻井开头旋转使用，设置的引导块32减少前切韧30的扭矩，起到保护前切韧30作用，并且引导块32侧面可以将碎屑输送到排屑槽27内部。

使用时，顶柱31端头采用偏心结构，在位置形成凹陷，之后有利于前切韧30进行加工，而内部设置的引导块32起到引导碎屑的作用，同时可以减小前切韧30底部的扭矩，起到保护前切韧30的作用，下方钻头2上设置的齿圈起到扩大孔径的效果，不同角度的钻齿26才会形成钻孔的效果，并且无法甩出的碎屑可以通过排屑槽排放到上方，输送钻孔位置。

本实施例中，所述的连接杆部1，为前连接段12、中连接段11、螺纹杆段形成直径逐渐减小的阶梯轴状，螺纹杆段上具有外螺纹10。

需要说明的是，连接杆部1、钻头2和尖端3的中心均位于同一轴线上，且连接杆部1、钻头2和尖端3均关于该轴线呈中心对称。

可选地，如图4所示，一种径向钻井专用套管开孔钻头，对钻头2进行了设计。

具体地，在钻头2的锥面上，从钻头2顶端至尾端，多圈外齿圈依次为第四外齿圈24、第三外齿圈23、第二外齿圈22、第一外齿圈21，并且四者与钻头2为一体。此外，在外齿圈上开有钻齿槽25，将钻齿26焊接在钻齿槽25内。

本实施例中，第四外齿圈24、第三外齿圈23、第二外齿圈22、第一外齿圈21，其上的钻齿26依次为小齿、大齿、小齿、大齿；大齿为与钻头2工作方向一致的顺时针齿；小齿为与钻头2工作方向相反的逆时针齿。

需要说明的是，以各大齿之间形成的外轮廓为基准锥面，小齿相当于是凹陷在基准锥面内的。大齿主要起钻孔作用，小齿主要起平整杂屑的作用。

需要说明的是，钻头2采用铸铁材质的圆锥体结构，钻头2上设置的四组齿圈上安装的钻齿26安装形成不同角度，并且四组齿圈上安装的钻齿26大小不同，方便在进行转孔时进行旋钻边缘区域，有助于加速钻孔，不仅密集厚实，可经久耐用，并且提高整体开孔的效率，使用更高效锋利，同时四组齿圈与排屑槽27铰接出设置排料孔。

上述实施例仅表达了较为优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种径向钻井专用套管开孔钻头，包括依次相连的连接杆部(1)、钻头(2)，其特征在于，

所述的钻头(2)，其呈锥状，其锥面处从头至尾依次设置有多圈外齿圈；

所述的多圈外齿圈相间设置，且其上分别设置有相应的多个钻齿(26)；

相邻外圈齿之间的钻齿(26)的受力面相反，即一个为顺时针、一个为逆时针。

2.根据权利要求1所述的一种径向钻井专用套管开孔钻头，其特征在于，还包括多组排屑槽(27)；

所述的排屑槽(27)在钻头(2)锥面呈螺旋形分布；

所述的排屑槽(27)的螺旋方向，与钻头(2)正常工作转动的方向一致。

3.根据权利要求2所述的一种径向钻井专用套管开孔钻头，其特征在于，所述的多组排屑槽(27)位于分别相邻外齿圈之间的钻头(2)的锥面上。

4.根据权利要求1或2所述的一种径向钻井专用套管开孔钻头，其特征在于，还包括尖端(3)；

所述的尖端(3)，固定在钻头(2)的顶端处；

所述的尖端(3)，其周向具有多组前切韧(30)。

5.根据权利要求4所述的一种径向钻井专用套管开孔钻头，其特征在于，所述的尖端(3)，其中心为引导块(32)、顶柱(31)一体成型；

所述的引导块(32)呈锥状，其顶部具有一体的顶柱(31)；

所述的前切韧(30)，分布在引导块(32)、顶柱(31)的四周；

所述的引导块(32)通过固定在钻头(2)的端头处。

6.根据权利要求1或2所述的一种径向钻井专用套管开孔钻头，其特征在于，所述的多圈外齿圈，从钻头(2)顶端至尾端依次为第四外齿圈(24)、第三外齿圈(23)、第二外齿圈(22)、第一外齿圈(21)，且四者与钻头(2)为一体；

所述的外齿圈具有钻齿槽(25)，钻齿槽(25)内焊接有钻齿(26)。

7.根据权利要求6所述的一种径向钻井专用套管开孔钻头，其特征在于，所述的第四外齿圈(24)、第三外齿圈(23)、第二外齿圈(22)、第一外齿圈(21)，其上的钻齿(26)依次为小齿、大齿、小齿、大齿；

大齿为与钻头(2)工作方向一致的顺时针齿；

小齿为与钻头(2)工作方向相反的逆时针齿。

8.根据权利要求1或2所述的一种径向钻井专用套管开孔钻头，其特征在于，所述的连接杆部(1)，为前连接段(12)、中连接段(11)、螺纹杆段形成直径逐渐减小的阶梯轴状，螺纹杆段上具有外螺纹(10)。

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