牙轮-PDC复合套铣钻头专利检索-钻井液钻井废弃物工业废弃物废物处理与管理专利检索查询-专利查询网

牙轮-PDC复合套铣 钻头

阅读：144发布：2020-05-11

专利汇可以提供牙轮-PDC复合套铣钻头专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种牙轮 -PDC复合套铣钻头，属于油田钻取工具，其包括连接部和钻头体，钻头体的端部开设有呈抛物线型的槽口；钻头体端部焊接有刀翼，每片刀翼横跨钻头体顶端部分呈弧形，且刀翼位于钻头体内、外表面部分的厚度至钻头体端面逐渐减少；刀翼上设置有PDC切削齿；槽口上端的钻头体内表面固定有扶正带；槽口处的钻头体的内、外表面各开设有一个安装槽，两个安装槽内均开设有通孔，通孔内安装有牙轮轴承，牙轮轴承上套装有相对轴承旋转的牙轮；牙轮上镶嵌有铣牙，安装在钻头体内表面的牙轮的端面设置成保径面，其上安装有保径齿。本方案能够通过牙轮对钻井液涌出通道中的水泥屑进行粉碎，以提高钻井液涌出速度。，下面是牙轮-PDC复合套铣钻头专利的具体信息内容。

权利要求

1.牙轮-PDC复合套铣钻头，包括连接部和钻头体，所述连接部和钻头体均呈圆筒状；其特征在于，所述连接部包括加固环和与钻头体连接为一体的连接头，所述连接头的内外表面均攻有螺纹；连接头的内径与钻头体的内径相等，且连接头的外径小于钻头体的外径；所述加固环一端套装在连接头处的钻头体上，并与钻头体焊接成一体；所述加固环未与钻头体接触部分的长度大于连接头长度，且内表面攻有内螺纹；
所述钻头体的端部开设有呈抛物线型的槽口，所述槽口的末端连线长度等于钻头体的直径；所述钻头体端部焊接有刀翼，每片刀翼横跨所述钻头体顶端部分呈弧形，且刀翼位于钻头体内、外表面部分的厚度至钻头体端面逐渐减少；所述刀翼上设置有PDC切削齿，所述加固环外表面到钻头体中轴线间的距离小于刀翼外侧与钻头体中轴线的距离；
所述槽口上端的钻头体内表面固定有扶正带，所述扶正带的保径面上设有保径齿，扶正带的端面与钻头体内壁使用弧面过渡；所述槽口处的钻头体的内、外表面各开设有一个安装槽，两个安装槽内均开设有通孔，所述通孔内安装有牙轮轴承，所述牙轮轴承上套装有相对轴承旋转的牙轮；
所述牙轮上镶嵌有铣牙，安装在钻头体内表面的牙轮的端面设置成保径面，其上安装有保径齿；钻头体内表面的牙轮延伸出安装槽的厚度等于扶正带的厚度；未设置保径齿的牙轮延伸出安装槽的厚度大于刀翼位于钻头体外表面部分的厚度。
2.根据权利要求1所述的牙轮-PDC复合套铣钻头，其特征在于，所述槽口的槽口面为朝向铣方向的切面，所述切面上铺焊有内磨层或者硬质合金颗粒。
3.根据权利要求1所述的牙轮-PDC复合套铣钻头，其特征在于，所述PDC切削齿为圆柱体，其一侧端部设置呈斜面，在所述斜面上均布有若干呈半球形、且相互不接触的凸起，凸起间的所有间隙相互连通形成排屑槽。
4.根据权利要求1所述的牙轮-PDC复合套铣钻头，其特征在于，所述PDC切削齿包括半柱体和与所述半柱体连接为一体的弧形体，所述半柱体的端面由至少三个过渡面向上前斜交汇而成，相邻过渡面间通过弧面平滑过渡，所有过渡面交汇处设置呈光滑的圆顶面。
5.根据权利要求4所述的牙轮-PDC复合套铣钻头，其特征在于，每个过渡面上均布有若干呈半球形、且相互不接触的凸起，凸起间的所有间隙相互连通形成排屑槽。
6.根据权利要求4或5所述的牙轮-PDC复合套铣钻头，其特征在于，所述过渡面与半柱体轴线间的夹角为35°，且过渡面在半柱体轴线上的投影长度等于半柱体长度的五分之一。
7.根据权利要求3-5任一所述的牙轮-PDC复合套铣钻头，其特征在于，所述凸起的高度为0.6-1.2mm。

说明书全文

牙轮-PDC复合套铣 钻头

技术领域

[0001] 本发明涉及油田钻取工具，具体涉及一种牙轮-PDC复合套铣钻头。

背景技术

[0002] 修井主要是对油气井、地热井和水源井等管井出现的产量量不足、品质变差等一系列的故障进行检测与修理，从而使故障井或濒临报废的井再次运行投入生产。目前已出现故障的油气井、地热井、水井等不能正常运行生产，大部分是因为套管发生变形或者损坏，使得井出现涌沙堵塞了取油、水段的筛管，而出现了产量不足现象。

[0003] 针对上述情况需要对老井进行修复，把石油、天然气井导管与导管之间或者导管与地层之间的水泥环钻掉，取出套管，重新下套管注水泥固井，以达到提高产量的目的。现有修井使用的套管钻头由于刀翼位于钻头体内、外表面部分的厚度有限，使得形成的钻井液涌出通道比较小，若是携带的水泥杂质过多或过大就会堵塞通道，从而影响钻取进度。

发明内容

[0004] 针对现有技术中的上述不足，本发明提供的牙轮-PDC复合套铣钻头能够通过牙轮对钻井液涌出通道中的水泥屑进行粉碎，以提高钻井液涌出速度。

[0005] 为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

[0006] 提供一种牙轮-PDC复合套铣钻头，其包括连接部和钻头体，连接部和钻头体均呈圆筒状；连接部包括加固环和与钻头体连接为一体的连接头，连接头的内外表面均攻有螺纹；连接头的内径与钻头体的内径相等，且连接头的外径小于钻头体的外径；加固环一端套装在连接头处的钻头体，并与钻头体焊接成一体；加固环未与钻头体接触部分的长度大于连接头长度，且内表面攻有内螺纹；

[0007] 钻头体的端部开设有呈抛物线型的槽口，槽口的末端连线长度等于钻头体的直径；钻头体端部焊接有刀翼，每片刀翼横跨钻头体顶端部分呈弧形，且刀翼位于钻头体内、外表面部分的厚度至钻头体端面逐渐减少；刀翼上设置有PDC切削齿，加固环外表面到钻头体中轴线间的距离小于刀翼外侧与钻头体中轴线的距离；

[0008] 槽口上端的钻头体内表面固定有扶正带，扶正带的保径面上设有保径齿，扶正带的端面与钻头体内壁使用弧面过渡；槽口处的钻头体的内、外表面各开设有一个安装槽，两个安装槽内均开设有通孔，通孔内安装有牙轮轴承，牙轮轴承上套装有相对轴承旋转的牙轮；

[0009] 牙轮上镶嵌有铣牙，安装在钻头体内表面的牙轮的端面设置成保径面，其上安装有保径齿；钻头体内表面的牙轮延伸出安装槽的厚度等于扶正带的厚度；未设置保径齿的牙轮延伸出安装槽的厚度大于刀翼位于钻头体外表面部分的厚度。

[0010] 本发明的有益效果为：本方案在槽口处的钻头体内、外表面各安装有一个牙轮，牙轮的存在可以对钻井液携带的水泥屑进行粉碎，以使水泥屑的粒径远远小于通道的宽度，以保证水泥屑随钻井液快速流出；位于钻头体外表面的牙轮由于延伸出安装槽的厚度大于刀翼位于钻头体外表面部分的厚度，这样牙轮在旋转过程中不仅能够对水泥屑进行粉碎，还可以对通道进行扩宽，以提高钻井液流出速度。

[0011] 本方案在钻头体端部设置的槽口，一方面可以方便套管的快速套入，另一方面还可以增大钻头体内侧钻井液流出通道的进口宽度，实现钻井液携带水泥屑快速流入通道，避免大量水泥屑堆积在刀翼处，影响切削。

[0012] 连接部结构的独特设置，使得套铣钻头上端内外表面均能够通过螺纹与钻具连接，保证了连接部连接的稳定性，降低了掉钻的风险性。附图说明

[0013] 图1为牙轮-PDC复合套铣钻头的结构示意图，其中PDC切削齿为简图。

[0014] 图2为牙轮-PDC复合套铣钻头的剖视图，其中PDC切削齿为简图。

[0015] 图3为PDC切削齿一个实施例的结构示意图。

[0016] 图4为PDC切削齿另一个实施例的结构示意图。

[0017] 其中，1、连接部；11、加固环；12、连接头；2、钻头体；21、槽口；22、刀翼；221、PDC切削齿；2211、斜面；2212、凸起；2213、排屑槽；2214、半柱体；2215、弧形体；2216、过渡面；23、扶正带；231、保径面；232、保径齿；24、安装槽；25、牙轮轴承；26、牙轮。

具体实施方式

[0018] 下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

[0019] 如图1所示，本方案的牙轮-PDC复合套铣钻头包括连接部1和钻头体2，连接部1和钻头体2均呈圆筒状；如图2所示，连接部1包括加固环11和与钻头体2连接为一体的连接头12，连接头12的内外表面均攻有螺纹；连接头12的内径与钻头体2的内径相等，且连接头12的外径小于钻头体2的外径；加固环11一端套装在连接头12处的钻头体2，并与钻头体2焊接成一体；加固环11未与钻头体2接触部分的长度大于连接头12长度，且内表面攻有内螺纹。

[0020] 本方案引入加固环11后，可以提高套铣钻头与钻具连接的稳定性，从而达到降低掉钻的风险性。

[0021] 钻头体2的端部开设有呈抛物线型的槽口21，槽口21的末端连线长度等于钻头体2的直径；本方案槽口21的设置，不仅可以方便套管的快速套入，还可以增大钻头体2内侧钻井液流出通道的进口宽度，提高钻井液的排出速度。

[0022] 为了提高槽口21的抗冲击性能，本方案优选槽口21的槽口面为朝向铣方向的切面，切面上铺焊有内磨层或者硬质合金颗粒。

[0023] 再次参考图1和图2，钻头体2端部焊接有刀翼22，每片刀翼22横跨钻头体2顶端部分呈弧形，且刀翼22位于钻头体2内、外表面部分的厚度至钻头体2端面逐渐减少；刀翼22外形设置为弧形，由于不存在比较尖锐的结构，可以提高刀翼22的抗冲击性能。

[0024] 刀翼22上设置有PDC切削齿221，加固环11外表面到钻头体2中轴线间的距离小于刀翼22外侧与钻头体2中轴线的距离；此处距离的设置，可以避免设置的加固环11堵塞钻头体2外侧的通道。

[0025] 如图2所示，槽口21上端的钻头体2内表面固定有扶正带23，扶正带23的保径面231上设有保径齿232，扶正带23的端面与钻头体2内壁使用弧面过渡；槽口21处的钻头体2的内、外表面各开设有一个安装槽24，两个安装槽24内均开设有通孔，通孔内安装有牙轮轴承25，牙轮轴承25上套装有相对轴承旋转的牙轮26。

[0026] 位于钻头体2外表面的牙轮26为半球形，位于钻头体2内表面的牙轮26为半球形削去弧形端部后形成圆顶面的结构，位于钻头体2内表面的牙轮26两端的圆面相互平行。

[0027] 牙轮26上镶嵌有铣牙，安装在钻头体2内表面的牙轮26的端面设置成保径面231(牙轮26的圆顶面)，其上安装有保径齿232；钻头体2内表面的牙轮26延伸出安装槽24的厚度等于扶正带23的厚度；扶正带23的设置，可以避免套铣钻头在套铣水泥环时出现偏移。

[0028] 未设置保径齿232的牙轮26延伸出安装槽24的厚度大于刀翼22位于钻头体2外表面部分的厚度；这样设置后，牙轮26在旋转过程中不仅能够对水泥屑进行粉碎，还可以对通道进行扩宽，以提高钻井液流出速度。

[0029] 如图3所示，PDC切削齿221为圆柱体，其一侧端部设置呈斜面2211，在斜面2211上均布有若干呈半球形、且相互不接触的凸起2212，凸起2212间的所有间隙相互连通形成排屑槽2213。

[0030] 采用图3所示的PDC切削齿221套铣时，其斜面2211朝向钻头旋转方向，在套铣时，多个凸起2212的设置可以提高PDC切削齿221的切削力，由于排屑槽2213的存在，一方面可以使切削过程产生的水泥屑通过通道快速排出，另一方面钻井液在排屑槽2213内流通还可以加速PDC切削齿221快速降温。

[0031] 如图4所示，PDC切削齿221包括半柱体2214和与半柱体2214连接为一体的弧形体2215，半柱体2214的端面由至少三个过渡面2216向上前斜交汇而成，相邻过渡面2216间通过弧面平滑过渡，所有过渡面2216交汇处设置呈光滑的圆顶面。

[0032] 图4中PDC切削齿221的圆顶面及相邻过渡面2216间的弧面过渡，可以提高PDC切削齿221与水泥环接触面的抗冲击能力，过渡面2216的设置，可以使PDC切削齿221从多个角度与水泥环接触，以提高PDC切削齿221切削能力，提高套铣效率。

[0033] 实施时，本方案优选每个过渡面2216上均布有若干呈半球形、且相互不接触的凸起2212，凸起2212间的所有间隙相互连通形成排屑槽2213。此处的凸起2212和排屑槽2213与图3示出的PDC切削齿221的凸起2212和排屑槽2213的作用相同，此处就不再赘述。

[0034] 过渡面2216与半柱体2214轴线间的夹角为35°，且过渡面2216在半柱体2214轴线上的投影长度等于半柱体2214长度的五分之一；凸起2212的高度为0.6-1.2mm。过渡面2216夹角的设置，一方面可以避免三个过渡面2216交汇处过于尖锐，使得套铣时PDC切削齿221容易损坏，另一方面过渡面2216不太陡，可以增大与切削处的接触面积。

[0035] 综上所述，本方案提供的牙轮-PDC复合套铣钻头通过钻头体2内外表面的牙轮26的配合，不仅可以对钻井液涌出通道中的水泥屑进行粉碎，同时还可以扩宽通道，保证了钻井液的涌出速度。

标题	发布/更新时间	阅读量
油基钻井液的热稳定表面活性剂	2020-05-08	223
一种微泡钻井液	2020-05-11	199
牙轮-PDC复合套铣钻头	2020-05-11	144
固井方法及固井装置	2020-05-08	781
一种QDT式旋转阀脉冲器及其使用方法	2020-05-08	87
一种钻井液化学渗透压差测试装置	2020-05-08	236
一种挤压式钻屑浓缩脱液装置	2020-05-08	373
一种生产钻井液的反应设备	2020-05-11	896
一种石油钻井液专用振动筛	2020-05-11	91
一种石油钻井用多功能钻具组合	2020-05-11	690

牙轮-PDC复合套铣钻头

牙轮-PDC复合套铣钻头

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：