專利名稱：一種新型pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油及地質(zhì)鉆井用PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)改進。
技術(shù)背景常規(guī)PDC鉆頭在鉆進較硬地層時，雖然其機械鉆速高于牙輪鉆頭，但由于切削的巖屑細小而不能滿足探井巖屑錄井的要求，因此國內(nèi)在探井施工中特別是在巖屑錄井井段，禁止使用PDC鉆頭鉆進，規(guī)定使用牙輪鉆頭以獲得較大的巖屑，來提高巖屑錄井的質(zhì)量和效率。在大部分較深的探井中，由于井深造成鉆井速度較慢，再加上由于巖屑錄井等原因不能使用PDC鉆頭，就只能使用牙輪鉆頭，而牙輪鉆頭的使用壽命較短，機械鉆速也相對較低，頻繁的起下鉆作業(yè)更影響了鉆井速度的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為了克服常規(guī)PDC鉆頭的不足，為現(xiàn)場提供了一種能夠形成較大巖屑滿足巖屑錄井要求的新型切削結(jié)構(gòu)的PDC鉆頭。本實用新型主要由鉆頭體、PDC復合片、刀翼和噴嘴組成。本實用新型的目的就是為石油及地質(zhì)鉆井提供一種新型PDC鉆頭。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，在鉆頭體[5]上分布著刀翼[3]，在刀翼[3]上有規(guī)則地布置尖角PDC切削齒[1]和圓柱形切削齒[2]，尖角PDC切削齒[1]加工有小的切削角和側(cè)轉(zhuǎn)角，在井底巖石上切出溝槽，圓柱形切削齒[2]加工有小切削角和大側(cè)轉(zhuǎn)角，在帶溝槽的巖石切削出大顆粒巖屑并在噴嘴[4]流出液體作用下迅速進入井眼的環(huán)形空間，保持了較大的巖屑顆粒。
本實用新型鉆頭的破巖機理與常規(guī)PDC鉆頭相比存在一定的區(qū)別常規(guī)PDC鉆頭一般是以切削齒正面切削地層，產(chǎn)生的巖屑集中在切削齒破巖邊緣的前上方，由于PDC切削齒的負切削角度，使得產(chǎn)生的巖屑在水力沒有清洗時遭受二次或多次碾壓，形成了細小的顆?；蚍勰诃h(huán)形空間攜帶上返時受到鉆井液的水化分散作用，達到地面時已經(jīng)變得非常細小，影響了巖屑的收集和錄井。而新型鉆頭的切削齒一般布置相對較稀，采用的尖角切削齒容易在巖石表面切削出溝槽，采用的小切削角和大側(cè)轉(zhuǎn)角的切削齒來切削有溝槽表面地層，由于圓形切削齒側(cè)轉(zhuǎn)角度的作用，象耕地使用的犁一樣，將產(chǎn)生的巖屑翻轉(zhuǎn)到一邊，沒有產(chǎn)生多次碾壓，易產(chǎn)生較大的巖屑顆粒，即使在環(huán)形空間攜帶上返時受到鉆井液的水化分散作用，但達到地面時仍具有相對粗的顆粒，基本可以滿足巖屑的收集和錄井的要求。由于切削齒密度低和避免了重復破碎，也相應(yīng)地提高了鉆井速度。因此該新型鉆頭比常規(guī)PDC鉆頭在探井施工中具有較多的優(yōu)勢。


圖1.一種新型PDC鉆頭示意圖圖中1.尖角PDC齒 2.圓柱形PDC齒 3.刀翼 4.噴嘴 5.鉆頭體具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進一步的描述本實用新型由尖角PDC復合片[1]和圓形PDC復合片[2]組成切削結(jié)構(gòu)，二者有規(guī)則地布置在刀翼[3]上，尖角PDC復合片[1]具有小切削角和側(cè)轉(zhuǎn)角，圓形PDC復合片[2]具有小切削角和大側(cè)轉(zhuǎn)角。在鉆井過程中，首先把本實用新型與其它井下工具連接起來，下入井底，然后開泵通過井下工具內(nèi)腔、鉆頭體[5]內(nèi)腔和噴嘴[4]循環(huán)鉆井液，啟動旋轉(zhuǎn)設(shè)備將井下工具旋轉(zhuǎn)起來，并加鉆壓使其旋轉(zhuǎn)破碎巖石。在各種地層鉆進時，本實用新型鉆頭的切削齒一般布置相對較稀，以尖角PDC復合片[1]對巖石產(chǎn)生犁刨作用，在地層表面劃出溝槽，使得PDC復合片[2]相對容易破碎巖石，由于PDC復合片[2]大側(cè)轉(zhuǎn)角的作用，象耕地使用的犁一樣，將產(chǎn)生的巖屑翻轉(zhuǎn)到一邊，沒有產(chǎn)生多次碾壓，易產(chǎn)生較大的巖屑顆粒，即使在環(huán)形空間攜帶上返時受到鉆井液的水化分散作用，但達到地面時仍具有相對粗的顆粒，可以滿足巖屑的收集和錄井的要求。由于切削齒密度低和避免了重復破碎，也相應(yīng)地提高了鉆井速度。
權(quán)利要求1.一種新型PDC鉆頭，主要由尖角PDC齒[1]、圓柱形PDC齒[2]、刀翼[3]、噴嘴[4]和鉆頭體[5]組成，其特征是在刀翼[3]上有規(guī)則地間隔布置尖角PDC齒[1]和圓柱形PDC齒[2]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型PDC鉆頭，其特征是尖角PDC齒[1]加工有小切削角和小側(cè)轉(zhuǎn)角，圓柱形PDC齒[2]加工有小切削角和大側(cè)轉(zhuǎn)角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型PDC鉆頭，其特征是鉆頭PDC切削齒布置密度較稀。
專利摘要本實用新型屬于石油及地質(zhì)鉆井用PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)改進。一種新型PDC鉆頭，如附圖1所示，主要由尖角PDC齒[1]、圓柱形PDC齒[2]、刀翼[3]、噴嘴[4]和鉆頭體[5]組成，其特征是在刀翼[3]上有規(guī)則地布置尖角PDC齒[1]和圓柱形PDC齒[2]，尖角PDC齒[1]加工有小切削角和小側(cè)轉(zhuǎn)角，主要在巖石表面切削出溝槽，圓柱形PDC齒[2]加工有小切削角和大側(cè)轉(zhuǎn)角，主要切削出大顆粒的巖屑，鉆頭切削齒布置密度比常規(guī)鉆頭相對稀。本實用新型能夠在各種地層中有效地鉆進，避免或減輕了巖屑的重復破碎，能夠滿足探井中巖屑錄井的要求，并能提高鉆井速度。
文檔編號E21B10/46GK2716486SQ20042004125
公開日2005年8月10日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者孫明光, 郭興林 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院