專利名稱：力平衡pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油天然氣鉆井鉆頭，尤其是一種由鉆頭基體、PDC切 削齒、噴嘴和排屑槽組成的力平衡PDC鉆頭。
背景技術(shù)：
由于PDC鉆頭在軟到中硬地層中具有機(jī)械鉆速快、壽命長(zhǎng)、進(jìn)尺多的優(yōu)點(diǎn)， 所以在石油天然氣鉆井中被廣泛應(yīng)用。目前在用PDC鉆頭的布齒方法一般是在 同一鉆頭半徑位置布置1顆PDC切削齒，通過(guò)調(diào)整PDC切削齒的周向角、裝配 角、齒前角和側(cè)轉(zhuǎn)角來(lái)降低鉆頭的切削不平衡力，但是，、這種布齒方法不能夠 將鉆頭的切削不平衡力降低到較低的程度，因此PDC鉆頭在鉆進(jìn)過(guò)程中容易發(fā) 生回旋振動(dòng)，導(dǎo)致PDC切削齒先期損壞，從而縮短PDC鉆頭的使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠防止回旋振動(dòng)的力平衡PDC 鉆頭。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的力平衡PDC鉆頭主要由鉆頭基體、PDC 切削齒、噴嘴和排屑槽組成，在鉆頭基體的每一個(gè)布齒的鉆頭半徑位置都布置 多于1顆的PDC切削齒，處于同一鉆頭半徑位置的PDC切削齒沿周向均勻分布， 而且具有相同的幾何尺寸、相同的出露高度、相同的裝配角、齒前角和側(cè)轉(zhuǎn)角。
本實(shí)用新型的力平衡PDC鉆頭，可以在鉆頭基體的每一個(gè)布齒的鉆頭半徑 位置都布置2顆PDC切削齒。
采用這樣的布齒方式后，處于同一鉆頭半徑位置的每顆PDC切削齒的切削 巖石的面積都是相等的，所以它們受到的切向力和徑向力的大小也都相等，但 它們受到的切向力的矢量相加和徑向力的矢量相加都等于零。由于在鉆頭基體 的每一個(gè)布齒的鉆頭半徑位置上都沿周向均勻布置了多于1顆的PDC切削齒， 所以鉆頭基體上全部PDC切削齒受到的切向力的矢量相加和徑向力的矢量相加 都等于零，因此鉆頭基體上全部PDC切削齒受到的切向力和徑向力的矢量相加 也等于零。由于鉆頭的切削不平衡力是由PDC切削齒在切削巖石的過(guò)程中受到 的切向力和徑向力產(chǎn)生的，其矢量值就等于鉆頭基體上全部PDC切削齒受到的 切向力和徑向力的矢量和，所以本實(shí)用新型的切削不平衡力等于零，實(shí)現(xiàn)了力 平衡設(shè)計(jì)。由于PDC鉆頭的回旋振動(dòng)是由鉆頭的切削不平衡力引起的，所以本 實(shí)用新型在鉆進(jìn)過(guò)程中能夠防止回旋振動(dòng)，避免PDC切削齒先期損壞，從而能 夠延長(zhǎng)自身的使用壽命。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型力平衡PDC鉆頭一種實(shí)施方式的PDC切削齒布置示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1所示的力平衡PDC鉆頭，主要由鉆頭基體1、 PDC切削齒2、噴嘴3和 排屑槽4組成，在每一個(gè)布齒的鉆頭半徑位置都布置了 2顆PDC切削齒2，這2 顆PDC切削齒2在周向上相差180。，而且具有相同的幾何尺寸、相同的出露高 度和相同的裝配角、齒前角、側(cè)轉(zhuǎn)角。
在使用時(shí)，首先把
圖1所示的力平衡PDC鉆頭與其它井下工具連接起來(lái)， 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)。在鉆進(jìn)過(guò)程中，從噴嘴3 噴射出的鉆井液不斷通過(guò)排屑槽4將由PDC切削齒2切削掉的巖屑排放到井眼 環(huán)形空間內(nèi)。由于在鉆頭基體1的每一個(gè)布齒的鉆頭半徑位置都布置了 2顆PDC 切削齒2，這2顆PDC切削齒2在周向上相差180。，而且具有相同的幾何尺寸、 相同的出露高度和相同的裝配角、齒前角、側(cè)轉(zhuǎn)角，所以
圖1所示的力平衡PDC 鉆頭的切削不平衡力等于零，在鉆進(jìn)過(guò)程中能夠防止回旋振動(dòng)，避免PDC切削 齒2先期損壞，從而能夠延長(zhǎng)自身的使用壽命。
權(quán)利要求1．一種力平衡PDC鉆頭，主要由鉆頭基體(1)、PDC切削齒(2)、噴嘴(3)和排屑槽(4)組成，其特征是在鉆頭基體(1)的每一個(gè)布齒的鉆頭半徑位置都布置多于l顆的PDC切削齒(2)，處于同一鉆頭半徑位置的PDC切削齒(2)沿周向均勻分布，而且具有相同的幾何尺寸、相同的出露高度、相同的裝配角、齒前角和側(cè)轉(zhuǎn)角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的力平衡PDC鉆頭，其特征是鉆頭基體(1)的每 一個(gè)布齒的鉆頭半徑位置都布置2顆PDC切削齒(2)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于石油天然氣鉆井的力平衡PDC鉆頭，主要由鉆頭基體、PDC切削齒、噴嘴和排屑槽組成，在同一個(gè)鉆頭半徑位置上布置多于1顆的PDC切削齒，處于同一鉆頭半徑位置的PDC切削齒沿周向均勻分布，實(shí)現(xiàn)了力平衡設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型在鉆進(jìn)過(guò)程中能夠防止回旋振動(dòng)，避免PDC切削齒先期損壞，從而能夠延長(zhǎng)自身的使用壽命。
文檔編號(hào)E21B10/46GK201193484SQ20082001852
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月4日
發(fā)明者潘信眾, 王明瑞, 王玉功, 王福修, 勇 趙, 巍 邱 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院