專利名稱：一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，廣泛應(yīng)用于深井、大斜度井、大位移井、水平井、分支井的防斜打直。
背景技術(shù)：
為了更好地解決石油勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中的直井防斜問(wèn)題，國(guó)內(nèi)不少油田采用了垂直鉆井系統(tǒng)進(jìn)行防斜打直，并且取得了良好的防斜打直效果。然而，垂直鉆井系統(tǒng)在研磨性強(qiáng)、可鉆性差、高陡構(gòu)造地層的提速效果并不是很明顯。主要是由于與垂直鉆井系統(tǒng)配合的PDC鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)針對(duì)性不強(qiáng)，忽略了垂直鉆井系統(tǒng)對(duì)PDC鉆頭的設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致鉆井提速效果受到了限制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理，能夠與垂直鉆井系統(tǒng)相配合的PDC鉆頭。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭主要包括:流道、排屑槽、噴嘴、鉆頭基體、副刀翼和主刀翼組成，鉆頭基體上設(shè)有副刀翼和主刀翼，流道位于副刀翼和主刀翼之間，排屑槽由鉆頭基體外側(cè)介于副刀翼和主刀翼之間的空腔構(gòu)成，噴嘴鑲裝在鉆頭基體上，副刀翼和主刀翼上設(shè)置有切削齒，主刀翼下部設(shè)有短保徑塊，所述短保徑塊表面均勻地分布有金剛石，同時(shí)由于副刀翼下端沒(méi)有設(shè)置短保徑塊，這樣能夠增大鉆頭基體與副刀翼之間所形成排屑槽的過(guò)流面積，減少泥包現(xiàn)象發(fā)生。進(jìn)一步的，所述副刀翼和主刀翼大小不等并且非對(duì)稱設(shè)計(jì)，有利于保證鉆頭的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命，提高井身質(zhì)量。進(jìn)一步的,所述鉆頭基體整體與短接頭焊接成一體。更進(jìn)一步的，所述短保徑塊的邊緣分布有側(cè)向切削齒。本實(shí)用新型的有益效果:采用短保徑塊設(shè)計(jì)可降低保徑支撐阻力，提高轉(zhuǎn)向和受到動(dòng)力鉆具側(cè)向推動(dòng)時(shí)的敏感性；在短保徑塊邊緣設(shè)置側(cè)向切削齒，確保鉆頭在具有動(dòng)態(tài)側(cè)向力的條件下，對(duì)井眼低邊同樣具有攻擊能力，提高了切削齒切削巖石的效率；短接頭設(shè)計(jì)可縮短垂直鉆井系統(tǒng)推塊到鉆頭基體及工作表面的距離，有利于提高垂直鉆井系統(tǒng)推靠鉆頭的效率，加快鉆頭形成降斜率。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭端面示意圖。圖2是
圖1中A-A方向的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0012]參照
圖1、圖2所示，一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，主要由流道1、排屑槽2、噴嘴3、鉆頭基體4、副刀翼5和主刀翼6組成，鉆頭基體4上設(shè)有副刀翼5和主刀翼6，所述副刀翼5和主刀翼6大小不同并且非對(duì)稱設(shè)計(jì)，有利于保證鉆頭的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命，提高井身質(zhì)量；流道I位于副刀翼5和主刀翼6之間，排屑槽2由鉆頭基體4外側(cè)介于副刀翼5和主刀翼6之間的空腔構(gòu)成，噴嘴3鑲裝在鉆頭基體4上，副刀翼5和主刀翼6上設(shè)置有切削齒7，其中主刀翼6上的切削齒承擔(dān)鉆進(jìn)初期的井底造型，用來(lái)擠碎巖芯便于其他切削齒進(jìn)一步切削巖石；副刀翼上的切削齒在鉆進(jìn)過(guò)程中起著輔助切削的作用，主刀翼6下部設(shè)有短保徑塊8，所述短保徑塊8表面均勻地分布有金剛石11，短保徑塊8的邊緣分布有側(cè)向切削齒10，所述側(cè)向切削齒10可以在確保鉆頭具有動(dòng)態(tài)側(cè)向力的條件下，對(duì)井眼低邊巖石同樣具有攻擊能力，提高了切削齒切削巖石的效率，同時(shí)由于副刀翼5下端沒(méi)有短保徑塊8能夠增大鉆頭基體4與副刀翼所形成排屑槽的過(guò)流面積，減少泥包現(xiàn)象發(fā)生；鉆頭基體4整體與短接頭9焊接成一體。在采用垂直鉆井系統(tǒng)進(jìn)行防斜打直鉆進(jìn)時(shí)，首先把PDC鉆頭與垂直鉆井系統(tǒng)以及相應(yīng)的鉆具組合連接起來(lái)，一起下入井底，然后開(kāi)泵循環(huán)鉆井液并加壓旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)過(guò)程中，PDC鉆頭的短保徑塊可降低保徑支撐阻力，提高轉(zhuǎn)向和受到動(dòng)力鉆具側(cè)向推動(dòng)時(shí)的敏感性；短保徑段的側(cè)向切削齒可以在確保鉆頭具有動(dòng)態(tài)側(cè)向力的條件下，對(duì)井眼低邊巖石同樣具有攻擊能力，這樣就提高了切削齒切削巖石的效率；短接頭設(shè)計(jì)縮短了垂直鉆井系統(tǒng)推塊到鉆頭基體及工作表面的距離，提高了垂直鉆井系統(tǒng)推靠鉆頭的效率，加快鉆頭形成降斜率；而垂直鉆井系統(tǒng)在高陡構(gòu)造地層中則會(huì)自動(dòng)重復(fù)追蹤井斜變化，自動(dòng)設(shè)定和調(diào)整工具側(cè)向力，使井眼軌跡迅速恢復(fù)垂直狀態(tài)，有效地解決了防斜和加大鉆壓之間的矛盾，較大幅度地提高了機(jī)械鉆速。
權(quán)利要求1.一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，包括流道(I)、排屑槽(2)、噴嘴(3)和鉆頭基體(4)，所述鉆頭基體(4)上設(shè)有副刀翼(5)和主刀翼(6)，所述流道(I)位于副刀翼(5)和主刀翼(6)之間，所述排屑槽(2)由鉆頭基體(4)外側(cè)介于副刀翼(5)和主刀翼(6)之間的空腔構(gòu)成，所述噴嘴(3)鑲裝在所述鉆頭基體(4)上，所述副刀翼(5)和所述主刀翼(6)上設(shè)置有切削齒(7)，其特征在于:所述主刀翼(6)下部設(shè)有短保徑塊(8)，所述短保徑塊(8)表面均勻地分布有金剛石(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，其特征在于:所述副刀翼(5)和所述主刀翼(6)大小不等并且為非對(duì)稱設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，其特征在于:所述鉆頭基體(4)整體與短接頭(9)焊接成一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，其特征在于:所述短保徑塊(8)的邊緣分布有側(cè)向切削齒(10)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭主要包括流道、排屑槽、噴嘴、鉆頭基體、副刀翼和主刀翼組成，鉆頭基體上設(shè)有副刀翼和主刀翼，流道位于副刀翼和主刀翼之間，排屑槽由鉆頭基體外側(cè)介于副刀翼和主刀翼之間的空腔構(gòu)成，噴嘴鑲裝在鉆頭基體上，副刀翼和主刀翼上設(shè)置有切削齒，主刀翼下部設(shè)有短保徑塊，所述短保徑塊表面均勻地分布有金剛石，同時(shí)由于副刀翼下端沒(méi)有設(shè)置短保徑塊，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理，能夠與垂直鉆井系統(tǒng)相配合的PDC鉆頭。
文檔編號(hào)E21B10/43GK203066867SQ201220739399
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者韋忠良, 曾義根, 崔偉 申請(qǐng)人:常州大學(xué)