專利名稱：一種吃深控制定向井pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油天然氣定向井鉆頭的結(jié)構(gòu)改進。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)各油田定向鉆進主要采用動力鉆具定向鉆井系統(tǒng)，由接在鉆頭的動力鉆具對鉆頭進行導(dǎo)向?，F(xiàn)場采用常規(guī)定向PDC鉆頭進行定向時，由于PDC復(fù)合片十分鋒利易吃入地層，因此PDC鉆頭的吃入能力很強，一方面產(chǎn)生的反扭矩大，當(dāng)超過動力鉆具的額定扭矩時，會造成動力鉆具失速，影響定向作業(yè)和加速動力鉆具的損害；另一方面，會造成工具面波動，為了滿足定向設(shè)計的工具面要求，在定向的過程中，要不斷的活動鉆具，這樣平均機械鉆速會大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
為解決PDC鉆頭在定向過程中造成反扭矩過大和工具面波動問題，只有降低PDC鉆頭的吃入能力，這樣在使用的過程中鉆頭產(chǎn)生的反扭矩較小，同時能夠大幅度減小工具面的波動，因此能夠與動力鉆具匹配。本實用新型的目的是為石油天然氣定向鉆井提供一種吃深控制定向井PDC鉆頭。
本實用新型達到上述目的采用的技術(shù)方案是在PDC復(fù)合片后面安裝吃深控制塊，吃深控制塊的出露高度低于前面的PDC復(fù)合片一方面可以控制切削齒吃入地層的深度，這樣就可以控制作用于切削齒上的所需扭矩，經(jīng)過調(diào)整切削齒出露和刀片幾何形狀，達到鉆頭鉆進時正常所期望的吃深，超過這一吃深，后面的吃深控制塊支撐面就會吃入井底，一旦支撐面吃入地層，就增大了鉆頭與井底的接觸面積，結(jié)果是鉆頭的吃入能力大幅度降低，這樣就可以達到減少扭矩和工具面波動的目的，但同時卻不會明顯降低機械鉆速；另一方面，吃深控制塊和前面的復(fù)合片是同軌的，吃深控制塊可以在前面的PDC復(fù)合片切削出來的軌道里控制鉆頭的橫向擺動，達到穩(wěn)定鉆頭的目的。
本實用新型的有益效果是，PDC鉆頭在定向的過程中產(chǎn)生的反扭矩小，對動力鉆具的損害輕，可以延長動力鉆具的使用壽命，同時能夠減小工具面的波動，提高定向效果和平均機械鉆速。


圖1是一種吃深控制定向井PDC鉆頭的示意圖1.鉆頭體 2.PDC復(fù)合片 3.吃深控制塊 4.噴嘴具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進一步的描述在定向鉆井過程中，首先將本實用新型與動力鉆具、穩(wěn)定器、鉆鋌、鉆桿等其它井下工具連接起來，下到井底，然后進行正常的定向鉆井作業(yè)。當(dāng)[2]PDC復(fù)合片吃入地層深度沒有超過預(yù)先設(shè)定的吃深時，此時[3]吃深控制塊沒有接觸地層，鉆頭產(chǎn)生的扭矩小，工具面平穩(wěn)，鉆頭可以獲得較高的鉆速；如果[2]PDC復(fù)合片吃深超過預(yù)設(shè)吃深時，[3]吃深控制塊支撐面就會吃入地層，增大了鉆頭與井底的接觸面積，因此鉆頭的吃入能力大幅度降低，這樣就可以達到減少扭矩和工具面波動的目的，同時不會明顯降低機械鉆速?，F(xiàn)場使用證明用本實用新型進行定向鉆井作業(yè)，不但能夠保證動力鉆具始終處于良好的工作狀態(tài)，有利于鉆出軌跡質(zhì)量高的井眼，而且本實用新型平均機械鉆速高，從而提高了定向鉆井效率。
權(quán)利要求1.一種吃深控制定向井PDC鉆頭，主要由鉆頭體、PDC復(fù)合片和噴嘴組成，其特征是在PDC復(fù)合片[2]后面安裝有吃深控制塊[3]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PDC鉆頭，其特征是吃深控制塊[3]的出露高度低于[2]PDC復(fù)合片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PDC鉆頭，其特征是PDC復(fù)合片[2]和吃深控制塊[3]是同軌的，即它們在同一半徑的圓上。
專利摘要本實用新型屬于石油天然氣定向井PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)改進，其主要特點是在PDC復(fù)合片后面安裝了吃深控制塊，一方面通過吃深控制塊的出露高度達到控制PDC復(fù)合片吃入地層深度的目的；另一方面吃深控制塊可以在前面的PDC復(fù)合片切削出來的軌道里控制鉆頭的橫向擺動，達到穩(wěn)定鉆頭的目的。研究結(jié)果表明本實用新型的切削扭矩低，能夠使動力鉆具保持連續(xù)的良好的工作狀態(tài)，有利于鉆出軌跡質(zhì)量高的井眼，同時機械鉆速要高于牙輪鉆頭，因而提高了定向鉆井效率。
文檔編號E21B10/62GK2732975SQ20042009660
公開日2005年10月12日 申請日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者于建賓, 王福修, 孫明光, 張崇硯, 解巧云, 田京燕, 張振國 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院