專利名稱：適應(yīng)于鉆高研磨性地層的pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油天然氣鉆井鉆頭，尤其是一種適應(yīng)于鉆高研磨性地層 的PDC鉆頭，屬于PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
背景技術(shù)：
PDC鉆頭在高研磨性地層中鉆進(jìn)的時候，PDC切削齒的磨損速度很快，PDC 鉆頭的使用壽命很短。因此，為了延長PDC鉆頭在高研磨性地層中的使用壽命， PDC鉆頭常常采用雙排切削齒結(jié)構(gòu)。目前在用的雙排切削齒結(jié)構(gòu)PDC鉆頭，在每 一個刀翼上的鉆頭肩部及規(guī)徑部位都布置了前排PDC切削齒和后排PDC切削齒， 因而增大了 PDC切削齒的平均布置密度，所以能夠延長鉆頭的使用壽命，但是 也存在如下缺陷由于PDC切削齒的平均布置密度增大了，所以減小了比壓， 因此降低了機(jī)械鉆速；由于采用了雙排切削齒結(jié)構(gòu)，所以刀翼的厚度增大了， 減小了流道和排屑槽的橫截面積，因此增大了巖屑的排出阻力，降低了機(jī)械鉆 速；鉆頭鼻部及內(nèi)錐部位PDC切削齒的布置密度相對較低，降低了鉆頭使用壽 命的提高程度；后排PDC切削齒冷卻效果差，磨損速度快，也降低了鉆頭使用 壽命的提高程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適應(yīng)于鉆高研磨性地層的PDC鉆頭。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明適應(yīng)于鉆高研磨性地層的PDC鉆頭主要由鉆 頭基體、刀翼、PDC切削齒、噴嘴、流道和排屑槽組成，噴嘴鑲裝在鉆頭基體上， 刀翼固定在鉆頭基體上，PDC切削齒布置在刀翼上；PDC切削齒在鉆頭軸向上呈 兩層布置，每一層PDC切削齒都能夠覆蓋井底，兩層PDC切削齒在鉆頭軸向上 稍有重疊。
采用這樣的結(jié)構(gòu)后，顯著增大了 PDC切削齒的布置密度，而且PDC切削齒 在鉆頭半徑方向上的布置均勻連續(xù)，所有PDC切削齒也都能夠得到充分的冷卻， 因此能夠顯著延長在高研磨性地層中的使用壽命。由于PDC切削齒是在鉆頭軸向上呈兩層布置，所以同時切削地層的PDC切削齒只有一層，因此在整個鉆進(jìn) 過程中本發(fā)明的機(jī)械鉆速與常規(guī)PDC鉆頭相當(dāng)；同樣由于PDC切削齒是在鉆頭 軸向上呈兩層布置，刀翼的厚度沒有增大，流道和排屑槽的橫截面積與常規(guī)PDC 鉆頭相當(dāng)，所以不會降低機(jī)械鉆速。兩層PDC切削齒在鉆頭軸向上稍有重疊， 避免了第一層PDC切削齒全部磨損后出現(xiàn)切削不連續(xù)的情況。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 圖1是本發(fā)明適應(yīng)于鉆高研磨性地層的PDC鉆頭一種實施方式的平面布置 示意圖。
圖2是本發(fā)明適應(yīng)于鉆高研磨性地層的PDC鉆頭一種實施方式的鉆頭軸向 剖面上PDC切削齒布置示意圖。
具體實施例方式
參照圖1和圖2的適應(yīng)于鉆高研磨性地層的PDC鉆頭主要由鉆頭基體1、刀 翼2、 PDC切削齒3、噴嘴4、流道5和排屑槽6組成，噴嘴4鑲裝在鉆頭基體1 上，刀翼2固定在鉆頭基體1上，PDC切削齒3布置在刀翼2上；PDC切削齒3 在鉆頭軸向上呈兩層布置，每一層PDC切削齒3都能夠覆蓋井底，兩層PDC切 削齒3在鉆頭軸向上稍有重疊。
在鉆高研磨性地層時，首先把圖1和圖2所示的適應(yīng)于鉆高研磨性地層的 PDC鉆頭與其它井下工具連接起來， 一同下入井底，然后開泵循環(huán)鉆井液并加壓 旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。由于本發(fā)明的PDC切削齒3有兩層，而且每一層PDC切削齒3都能 夠覆蓋井底，所以顯著增大了 PDC切削齒3的布置密度，而且PDC切削齒3在 鉆頭半徑方向上的布置均勻連續(xù)，所有PDC切削齒3也都能夠得到充分的冷卻， 因此能夠顯著延長本發(fā)明在高研磨性地層中的使用壽命。由于PDC切削齒3是 在鉆頭軸向上呈兩層布置，所以同時切削地層的PDC切削齒3只有一層，因此 在整個鉆進(jìn)過程中本發(fā)明的機(jī)械鉆速與常規(guī)PDC鉆頭相當(dāng)；同樣由于PDC切削 齒3是在鉆頭軸向上呈兩層布置，刀翼2的厚度沒有增大，流道5和排屑槽6 的橫截面積與常規(guī)PDC鉆頭相當(dāng)，所以不會降低機(jī)械鉆速。也就是說，與常規(guī)
4PDC鉆頭相比較，本發(fā)明在不降低機(jī)械鉆速的基礎(chǔ)上能夠顯著延長在高研磨性地 層中的使用壽命。雖然第一層PDC切削齒3的部分體積和第二層PDC切削齒3 的全部體積被鑲?cè)氲兑?的內(nèi)部，但由于刀翼2材料碳化鎢粉的耐磨性比PDC 切削齒3的耐磨性低得多，所以本發(fā)明的PDC切削齒3在鉆高研磨性地層的過 程中總是有較大的出刃，能夠保證連續(xù)不斷地切削地層。本發(fā)明的兩層PDC切 削齒3在鉆頭軸向上稍有重疊，避免了第一層PDC切削齒3全部磨損后出現(xiàn)切 削不連續(xù)的情況。兩層PDC切削齒3的尺寸規(guī)格可以相同，也可以不相同。
權(quán)利要求
1.一種適應(yīng)于鉆高研磨性地層的PDC鉆頭，主要由鉆頭基體(1)、刀翼(2)、PDC切削齒(3)、噴嘴(4)、流道(5)和排屑槽(6)組成，噴嘴(4)鑲裝在鉆頭基體(1)上，刀翼(2)固定在鉆頭基體(1)上，PDC切削齒(3)布置在刀翼(2)上，其特征是PDC切削齒(3)在鉆頭軸向上呈兩層布置，每一層PDC切削齒(3)都能夠覆蓋井底，兩層PDC切削齒(3)在鉆頭軸向上稍有重疊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適應(yīng)于鉆高研磨性地層的PDC鉆頭，主要由鉆頭基體、刀翼、PDC切削齒、噴嘴、流道和排屑槽組成，PDC切削齒布置在刀翼上，在鉆頭軸向上呈兩層布置。在不降低機(jī)械鉆速的基礎(chǔ)上本發(fā)明能夠顯著延長在高研磨性地層中的使用壽命。
文檔編號E21B10/46GK101672163SQ20081013979
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者于建賓, 王明瑞, 王玉功, 王福修, 田京燕, 巍 邱 申請人:中國石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院