專利名稱：一種旋轉(zhuǎn)射流pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油天然氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種定向PDC鉆頭。
背景技術(shù)：
由于PDC鉆頭在砂泥巖地層中相比于牙輪鉆頭有機械鉆速高、工作壽命長、進尺多等特征，因此在定向井施工中廣泛應(yīng)用。目前現(xiàn)有的定向PDC鉆頭主要采用軸向射流技術(shù)，軸向射流在工作中存在一些缺陷，一是從噴嘴產(chǎn)生的射流對井底巖屑產(chǎn)生壓持作用，使之不易離開井底，降低了破巖效率；二是攜帶巖屑的鉆井液在上返過程中對鉆頭產(chǎn)生二次磨損，加速了鉆頭體的磨損速度，降低了鉆頭壽命?，F(xiàn)有的roc鉆頭尚未有將旋轉(zhuǎn)射流技術(shù)和淺內(nèi)錐中外錐輪廓、中高密度布齒、雙排切削齒結(jié)合應(yīng)用的先例。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的:針對現(xiàn)有定向PDC鉆頭在實際應(yīng)用中存在的破巖效率低，鉆頭壽命短的問題提供一種新型定向PDC鉆頭。本實用新型的技術(shù)方案是:一種旋轉(zhuǎn)射流PDC鉆頭，包括鉆頭基體、刀翼、PDC切削齒、噴嘴、排屑槽和流道，刀翼位于鉆頭基體冠部，PDC切削齒位于刀翼上，刀翼間的空隙為排屑槽，流道位于鉆頭基體內(nèi)部，噴嘴位于流道出水口。流道內(nèi)安裝有螺旋葉片，螺旋葉片沿鉆井液流動方向設(shè)于噴嘴前方，螺旋葉片與流道壁間為固定連接，在鉆井液流過時起約束導(dǎo)向作用，使鉆井液形成旋轉(zhuǎn)射流。所述螺旋葉片的葉片數(shù)為2 4片，特別的，當葉片數(shù)為3片時，螺旋葉片產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)射流效果最好。為配合旋轉(zhuǎn)射流達到更好的定向性能，鉆頭輪廓采用淺內(nèi)錐中外錐輪廓，采用中高密度布齒結(jié)構(gòu)，采用雙排切削齒結(jié)構(gòu)。
`[0006]所述淺內(nèi)錐是指內(nèi)錐角為145 165度。所述中外錐是指外錐高度大于鉆頭直徑的1/8，小于鉆頭直徑的3/8。所述中高密度布齒結(jié)構(gòu)，是指各PDC切削齒的最小布齒間距為2mm。所述雙排切削齒結(jié)構(gòu)，是指每個刀翼上安裝有兩排PDC切削齒。本實用新型的有益效果是:所述螺旋葉片產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)射流，克服了普通PDC鉆頭射流在鉆井過程中對井底巖屑的壓持作用，增加了井底漫流，以提高破巖效率，同時克服攜帶巖屑的鉆井液在上返過程中對鉆頭的二次磨損，延長鉆頭壽命。所述淺內(nèi)錐中外錐鉆頭輪廓使鉆頭的冠部輪廓更加趨向平滑，提高了鉆頭的導(dǎo)向性。所述中高密度布齒結(jié)構(gòu)降低了單個齒所承受的的鉆壓，增強了鉆頭的耐磨性。所述雙排切削齒結(jié)構(gòu)限制了 PDC切削齒切入巖石的深度，提高了鉆頭的使用安全性和抗沖擊性。以上技術(shù)方案的組合綜合提高了鉆頭的定向性能。
圖1為本實用新型具體實施例的結(jié)構(gòu)示意剖面圖。圖2為本實用新型具體實施例的結(jié)構(gòu)示意俯視圖。圖3為螺旋葉片結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為鉆頭布齒結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為葉片數(shù)為2的螺旋葉片示意圖。圖6為葉片數(shù)為3的螺旋葉片示意圖。圖7為葉片數(shù)為4的螺旋葉片示意圖。
具體實施方式
為了能進一步了解本實用新型的結(jié)構(gòu)、特征及其它目的，現(xiàn)結(jié)合所附較佳實施例詳細說明如下，所說明的較佳實施例僅用于說明本實用新型的技術(shù)方案，并非限定本實用新型。實施例1:如圖1、圖2所示，一種PDC鉆頭，包括鉆頭基體1、刀翼2、PDC切削齒3、噴嘴4、排屑槽5和流道6，刀翼2位于鉆頭基體4冠部，PDC切削齒3位于刀翼2上，刀翼2間的空隙為排屑槽5，流道6位于鉆頭基體I內(nèi)部，噴嘴4位于流道6出水口。如圖3所示，流道6內(nèi)安裝有螺旋葉片7，螺旋葉片7沿鉆井液流動方向設(shè)于噴嘴4前方，螺旋葉片7與流道壁61間為固定連接，在鉆井液流過時起約束導(dǎo)向作用，使鉆井液形成旋轉(zhuǎn)射流。如圖6所示，所述螺旋葉片的葉 片數(shù)為3片。為配合旋轉(zhuǎn)射流達到更好的定向性能，鉆頭輪廓采用淺內(nèi)錐中外錐輪廓，采用中高密度布齒結(jié)構(gòu)，采用雙排切削齒結(jié)構(gòu)。如圖4所示,所述淺內(nèi)錐是指內(nèi)錐角為145^165度。如圖4所示，所述中外錐是指外錐高度大于鉆頭直徑的1/8，小于鉆頭直徑的3/8。如圖4所示，所述中高密度布齒結(jié)構(gòu)，是指各PDC切削齒3的最小布齒間距為2mm。如圖2所示，所述雙排切削齒結(jié)構(gòu)，是指每個刀翼2上安裝有兩排PDC切削齒3。實施例2:如圖5所示，本實施例與實施例1的區(qū)別在于螺旋葉片的葉片數(shù)為2。實施例3:如圖7所示，本實施例與實施例1的區(qū)別在于螺旋葉片的葉片數(shù)為4。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)射流roc鉆頭，包括鉆頭基體、刀翼、PDC切削齒、噴嘴、排屑槽和流道，刀翼位于鉆頭基體冠部，PDC切削齒位于刀翼上，刀翼間的空隙為排屑槽，流道位于鉆頭基體內(nèi)部，噴嘴位于流道出水口，其特征在于:所述流道內(nèi)安裝有螺旋葉片，螺旋葉片沿鉆井液流動方向設(shè)于噴嘴前方，螺旋葉片與流道壁間為固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)射流PDC鉆頭，其特征在于:所述螺旋葉片的葉片數(shù)為2 4片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋轉(zhuǎn)射流PDC鉆頭，其特征在于:所述PDC鉆頭采用淺內(nèi)錐輪廓，淺內(nèi)錐的內(nèi)錐角為145 165度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋轉(zhuǎn)射流PDC鉆頭，其特征在于:所述PDC鉆頭采用中外錐輪廓，中外錐的外錐高度大于鉆頭直徑的1/8，小于鉆頭直徑的3/8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋轉(zhuǎn)射流PDC鉆頭，其特征在于:所述PDC鉆頭采用中高密度布齒結(jié)構(gòu)，各PDC切削齒的最小布齒間距為2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋轉(zhuǎn)射流PDC鉆頭，其特征在于:所述PDC鉆頭采用雙排切削齒結(jié)構(gòu) ，每個刀翼上安裝有兩排PDC切削齒。
專利摘要本實用新型涉及石油天然氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種PDC鉆頭，具體地說，是一種旋轉(zhuǎn)射流PDC鉆頭，該鉆頭包括鉆頭基體、刀翼、PDC切削齒、噴嘴、排屑槽和流道，刀翼位于鉆頭基體冠部，PDC切削齒位于刀翼上，刀翼間的空隙為排屑槽，流道位于鉆頭基體內(nèi)部，噴嘴位于流道出水口。流道內(nèi)安裝有螺旋葉片，螺旋葉片與噴嘴相鄰，螺旋葉片固定在流道壁上，在鉆井液流過時起約束導(dǎo)向作用，使鉆井液形成旋轉(zhuǎn)射流。采用這種結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)射流技術(shù)能夠提高破巖效率，減少對鉆頭的二次磨損，延長鉆頭壽命。為配合旋轉(zhuǎn)射流達到更好的定向性能，鉆頭采用淺內(nèi)錐中外錐輪廓、中高密度布齒結(jié)構(gòu)和雙排切削齒結(jié)構(gòu)。
文檔編號E21B10/43GK203097723SQ201320031588
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者梁學(xué)進, 徐建飛, 楊波, 鹿德臺 申請人:青島石大華通科技有限公司