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一种新型PDC钻头

阅读:961发布:2021-07-06

专利汇可以提供一种新型PDC钻头专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型属于石油及地质钻井用PDC 钻头 的结构改进。一种新型PDC钻头,如 附图 1所示,主要由尖 角 PDC齿[1]、圆柱形PDC齿[2]、刀翼[3]、 喷嘴 [4]和钻头体[5]组成,其特征是在刀翼[3]上有规则地布置尖角PDC齿[1]和圆柱形PDC齿[2],尖角PDC齿[1]加工有小切削角和小侧转角,主要在 岩石 表面切削出沟槽,圆柱形PDC齿[2]加工有小切削角和大侧转角,主要切削出大颗粒的岩屑,钻头切削齿布置 密度 比常规钻头相对稀。本实用新型能够在各种 地层 中有效地钻进,避免或减轻了岩屑的重复 破碎 ,能够满足探井中岩屑录井的要求,并能提高钻井速度。,下面是一种新型PDC钻头专利的具体信息内容。

1.一种新型PDC钻头,主要由尖PDC齿[1]、圆柱形PDC齿[2]、刀翼[3]、 喷嘴[4]和钻头体[5]组成,其特征是在刀翼[3]上有规则地间隔布置尖 角PDC齿[1]和圆柱形PDC齿[2]。
2.根据权利要求1所述的一种新型PDC钻头,其特征是尖角PDC齿[1] 加工有小切削角和小侧转角,圆柱形PDC齿[2]加工有小切削角和大侧 转角。
3.根据权利要求1所述的一种新型PDC钻头,其特征是钻头PDC切削齿布 置密度较稀。

说明书全文

                     技术领域

本实用新型属于石油及地质钻井用PDC钻头的结构改进。

                     技术背景

常规PDC钻头在钻进较硬地层时,虽然其机械钻速高于牙轮钻头,但 由于切削的岩屑细小而不能满足探井岩屑录井的要求,因此国内在探井施工 中特别是在岩屑录井井段,禁止使用PDC钻头钻进,规定使用牙轮钻头以获 得较大的岩屑,来提高岩屑录井的质量和效率。在大部分较深的探井中,由 于井深造成钻井速度较慢,再加上由于岩屑录井等原因不能使用PDC钻头, 就只能使用牙轮钻头,而牙轮钻头的使用寿命较短,机械钻速也相对较低, 频繁的起下钻作业更影响了钻井速度的提高。

                     发明内容

本实用新型为了克服常规PDC钻头的不足,为现场提供了一种能够形成 较大岩屑满足岩屑录井要求的新型切削结构的PDC钻头。本实用新型主要由 钻头体、PDC复合片、刀翼和喷嘴组成。本实用新型的目的就是为石油及地 质钻井提供一种新型PDC钻头

本实用新型是这样实现的,在钻头体[5]上分布着刀翼[3],在刀翼[3] 上有规则地布置尖PDC切削齿[1]和圆柱形切削齿[2],尖角PDC切削齿[1] 加工有小的切削角和侧转角,在井底岩石上切出沟槽,圆柱形切削齿[2]加 工有小切削角和大侧转角,在带沟槽的岩石切削出大颗粒岩屑并在喷嘴[4] 流出液体作用下迅速进入井眼的环形空间,保持了较大的岩屑颗粒。

本实用新型钻头的破岩机理与常规PDC钻头相比存在一定的区别:常 规PDC钻头一般是以切削齿正面切削地层,产生的岩屑集中在切削齿破岩 边缘的前上方,由于PDC切削齿的负切削角度,使得产生的岩屑在没 有清洗时遭受二次或多次碾压,形成了细小的颗粒或粉末,在环形空间携 带上返时受到钻井液的水化分散作用,达到地面时已经变得非常细小,影 响了岩屑的收集和录井。而新型钻头的切削齿一般布置相对较稀,采用的 尖角切削齿容易在岩石表面切削出沟槽,采用的小切削角和大侧转角的切 削齿来切削有沟槽表面地层,由于圆形切削齿侧转角度的作用,象耕地使 用的一样,将产生的岩屑翻转到一边,没有产生多次碾压,易产生较大 的岩屑颗粒,即使在环形空间携带上返时受到钻井液的水化分散作用,但 达到地面时仍具有相对粗的颗粒,基本可以满足岩屑的收集和录井的要 求。由于切削齿密度低和避免了重复破碎,也相应地提高了钻井速度。因 此该新型钻头比常规PDC钻头在探井施工中具有较多的优势。

                     附图说明

图1.一种新型PDC钻头示意图

图中:1.尖角PDC齿  2.圆柱形PDC齿  3.刀翼  4.喷嘴  5.钻头体

                   具体实施方式

现结合说明书附图对本实用新型作进一步的描述:

本实用新型由尖角PDC复合片[1]和圆形PDC复合片[2]组成切削结 构,二者有规则地布置在刀翼[3]上,尖角PDC复合片[1]具有小切削角和 侧转角,圆形PDC复合片[2]具有小切削角和大侧转角。在钻井过程中, 首先把本实用新型与其它井下工具连接起来,下入井底,然后开通过井 下工具内腔、钻头体[5]内腔和喷嘴[4]循环钻井液,启动旋转设备将井下 工具旋转起来,并加钻压使其旋转破碎岩石。在各种地层钻进时,本实用 新型钻头的切削齿一般布置相对较稀,以尖角PDC复合片[1]对岩石产生 犁刨作用,在地层表面划出沟槽,使得PDC复合片[2]相对容易破碎岩石, 由于PDC复合片[2]大侧转角的作用,象耕地使用的犁一样,将产生的岩屑 翻转到一边,没有产生多次碾压,易产生较大的岩屑颗粒,即使在环形空 间携带上返时受到钻井液的水化分散作用,但达到地面时仍具有相对粗的 颗粒,可以满足岩屑的收集和录井的要求。由于切削齿密度低和避免了重 复破碎,也相应地提高了钻井速度。

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