專利名稱：Pdc擴眼鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油、地質(zhì)鉆井用鉆頭的改進。
背景技術(shù)：
目前，已經(jīng)出現(xiàn)了多種擴眼器和擴眼鉆頭，如脹出式擴眼器和雙心式擴眼工具。脹出式擴眼器主要是通過機械或水力作用使刀翼從本體中伸出來，以便鉆擴出較大直徑井眼，其缺陷在于壽命較短和存在產(chǎn)生井下安全事故的隱患；雙心式擴眼工具是根據(jù)雙心結(jié)構(gòu)設(shè)計出的擴眼鉆頭，其缺陷在于速度較慢、進尺較少和擴眼效果較差等。以上兩種擴眼器主要用于特殊用途的井眼中，如在加深井或側(cè)鉆井中，達到在小井眼中鉆出大井眼、提高固井質(zhì)量的目的。
但在目前一些因直徑大引起機械鉆速太慢的井中，需要采用多次鉆井完成井眼的鉆井工藝；或采用多級鉆井完成井眼的鉆井工藝。這些工藝中需要擴眼鉆頭，如果用上述擴眼器或擴眼鉆頭就不經(jīng)濟。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型為解決大尺寸井眼和難鉆井段的鉆頭機械鉆速慢，需要采用多次鉆井或多級鉆井等鉆井工藝提高鉆井速度，提供一種適用于軟～中硬地層、安全可靠、機械鉆速快、進尺高、鉆壓和扭矩較小的PDC擴眼鉆頭，實現(xiàn)從較小直徑井眼鉆擴到或直接鉆出較大直徑井眼。本實用新型的目的就是提供PDC擴眼鉆頭。
為實現(xiàn)上述目的，PDC擴眼鉆頭由上接頭、PDC擴眼體和下接頭組成，上接頭與PDC擴眼體相連接，PDC擴眼體的刀翼采取環(huán)鉆頭軸線一周均衡布置，刀翼數(shù)可以是三刀翼、四刀翼、五刀翼、六刀翼、七刀翼、八刀翼、九刀翼和十刀翼，PDC擴眼體可以是一級或多級，PDC擴眼體與下接頭相連接。
此PDC擴眼鉆頭也可以在其PDC擴眼體下端連接一只較小直徑的導(dǎo)眼鉆頭形成整體式多級鉆頭。
采用這種結(jié)構(gòu)后，本實用新型PDC擴眼鉆頭能實現(xiàn)從較小直徑的井眼鉆擴出較大直徑的井眼，并且安全可靠、機械鉆速快、進尺高、鉆壓和扭矩較小?？梢詰?yīng)用于多次鉆井和多級鉆井等鉆井工藝中，在大尺寸井眼和難鉆地層中，增大地層自由面，部分地使地層的三向應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為二向應(yīng)力狀態(tài)，提高鉆頭的切削效率和機械鉆速。


圖1PDC擴眼鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖圖2多級鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
下面結(jié)合圖對本實用新型做進一步的詳細(xì)說明。
圖1所示PDC擴眼鉆頭由上接頭[1]、PDC擴眼體[2]和下接頭[3]組成，上接頭[1]與PDC擴眼體[2]相連接，PDC擴眼體[2]的刀翼采取環(huán)鉆頭軸線一周均衡布置，刀翼數(shù)可以是三刀翼、四刀翼、五刀翼、六刀翼、七刀翼、八刀翼、九刀翼和十刀翼，PDC擴眼體[2]可以是一級或多級，PDC擴眼體[2]與下接頭[3]相連接。
圖2所示在PDC擴眼體[2]下端連接一只較小直徑的導(dǎo)眼鉆頭[4]形成整體式多級鉆頭。
在現(xiàn)場使用時，PDC擴眼鉆頭進行多次鉆井的一次鉆擴作業(yè)時，其上接頭[1]與鉆柱連接，下接頭[3]與導(dǎo)眼鉆具連接，導(dǎo)眼鉆具起導(dǎo)眼作用。通過鉆柱旋轉(zhuǎn)和施加鉆壓，使PDC擴眼體[2]切削地層，從較小直徑井眼中鉆擴出較大或設(shè)計直徑井眼。
在同一趟鉆，多級鉆頭的導(dǎo)眼鉆頭[4]鉆出較小直徑井眼，PDC擴眼體[2]鉆擴到設(shè)計直徑井眼。從較小井眼直徑到設(shè)計井眼直徑間的巖石環(huán)的地層應(yīng)力得到了釋放，增大了地層自由面，部分地使地層的三向應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為二向應(yīng)力狀態(tài)，降低了巖石強度，增強了巖石的可鉆性，使這些留下的巖石易于破碎。在PDC擴眼體[2]擴眼時，破碎巖石需要的能量降低，有效解決了井下能量不足的問題，因此提高了鉆頭的切削效率和機械鉆速。達到節(jié)約鉆井成本的目的。
當(dāng)然，此PDC擴眼鉆頭還可以與其它種類鉆頭和工具組合使用或形成整體結(jié)構(gòu)，這樣的變換均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.PDC擴眼鉆頭由上接頭[1]、PDC擴眼體[2]和下接頭[3]組成，其特征在于上接頭[1]與PDC擴眼體[2]相連接，PDC擴眼體[2]的刀翼采取環(huán)鉆頭軸線一周均衡布置，刀翼數(shù)可以是三刀翼、四刀翼、五刀翼、六刀翼、七刀翼、八刀翼、九刀翼和十刀翼，PDC擴眼體[2]可以是一級或多級，PDC擴眼體[2]與下接頭[3]相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PDC擴眼鉆頭，其特征在于在PDC擴眼體[2]下端連接一只較小直徑的導(dǎo)眼鉆頭[4]形成整體式多級鉆頭。
專利摘要本實用新型PDC擴眼鉆頭的擴眼體的刀翼采取環(huán)鉆頭軸線一周均衡布置，實現(xiàn)從較小直徑井眼鉆擴到較大直徑井眼。PDC擴眼體可以是一級或多級。其目的在于在難鉆地層中實現(xiàn)多次鉆井完成較大直徑的井眼，以期總體提高鉆井速度、減少設(shè)備負(fù)荷等目的。PDC擴眼鉆頭與一只較小直徑的導(dǎo)眼鉆頭組合形成多級鉆頭，利用先鉆后擴增大地層自由面，部分地使地層的三向應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為二向應(yīng)力狀態(tài)，提高鉆頭的切削效率和機械鉆速。
文檔編號E21B10/46GK2625559SQ0321754
公開日2004年7月14日 申請日期2003年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月29日
發(fā)明者彭燁, 王福修, 張崇硯, 張煥憲, 侯慶勇, 孫明光, 田京燕, 于建賓 申請人:勝利石油管理局鉆井工藝研究院