專利名稱：防井斜pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及PDC鉆頭，具體的，涉及一種防井斜PDC鉆頭。
背景技術(shù)：
鉆井是石油天然氣等地下資源勘探開發(fā)的基本手段，也是資金和技術(shù)密集型專業(yè) 工程。先進(jìn)的鉆井技術(shù)，在加快油氣等資源勘探開發(fā)速度等方面發(fā)揮了不可替代的重要作 用。因此，開展鉆井技術(shù)和鉆井工具研究，對提高我國油氣等地下資源的勘探開發(fā)效率以 及參與世界技術(shù)市場競爭等，都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。在鉆井時如何實(shí)現(xiàn) 高效防斜，是鉆井現(xiàn)場經(jīng)常碰到的技術(shù)難題之一。如果井斜過大，會使井眼偏離地下設(shè)計 目標(biāo)，打亂油氣田開發(fā)的布局。對于勘探工作來說，井斜大了，會使井深發(fā)生誤差，得到的地 質(zhì)資料不真實(shí)，甚至偏離勘探目標(biāo)。井打斜了，也給鉆井工程本身增加了困難，甚至造成嚴(yán) 重的井下事故。對采油工作來說，井斜過大會直接影響井下的分層開采、注水工作的正常進(jìn) 行，對抽油井也常引起抽油桿的磨損和折斷。所以，井斜過大對油氣田的勘探與開發(fā)都有很 大危害。隨著PDC鉆頭技術(shù)的發(fā)展，其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢越來越明顯，1998年以來在川西地 區(qū)使用PDC鉆頭與牙輪鉆頭相比，單只鉆頭進(jìn)尺和機(jī)械鉆速都成倍增長，鉆井周期縮短了 50%以上，每米鉆井成本大幅度降低，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但是，在應(yīng)用PDC 鉆頭鉆井時，由于地質(zhì)情況、鉆具結(jié)構(gòu)以及鉆井施工的原因造成鉆井偏斜的情況不時發(fā)生， 這種井斜會影響鉆井偏離設(shè)計目標(biāo)，導(dǎo)致在鉆井工程中，會降低鉆井質(zhì)量，甚至造成油氣井 報廢。為防止井斜或糾斜，鉆井工程中可采取一些措施。如傳統(tǒng)的防斜打直技術(shù)，無論是底 部鉆具組合本身還是地層的自然造斜特征，均要求限制鉆壓的大小，甚至要求“輕壓吊打”， 從而嚴(yán)重降低了鉆井的效率。圖1所示為現(xiàn)有普通PDC鉆頭，它的每一條刀翼下連著一條 保徑，保徑長度L 一般為50mm-120mm。在鉆井時，保徑是貼在鉆頭已切屑好的井壁上，起扶 正鉆頭，防止震動，同時也有一定防井斜的作用，但由于L的長度有限，因此防斜能力較差。 因此，需要對現(xiàn)有的PDC鉆頭進(jìn)行改進(jìn)，以克服其防斜能力差的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種防井斜PDC鉆頭，以解 決現(xiàn)有PDC鉆頭防斜能力較差的問題，尤其適用于打垂直油氣井所用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是防井斜PDC鉆頭，包括位于鉆頭基體上的刀翼和上保徑，上保徑連接于刀翼下方， 所述上保徑下方設(shè)有下保徑。所述下保徑和上保徑成對設(shè)置并且在鉆頭基體上徑向交錯分布排列。所述上保徑與下保徑長度相同。原理，式中，B是一條保徑寬度，Z是鉆頭刀翼數(shù)，D是鉆頭設(shè)計直徑。從
TiD軸向來看，由于上保徑和下保徑錯位布置使保徑接觸井壁的弧長增加了一倍，這也就使保 徑寬度之和與鉆頭外圓周長之比值E增加了一倍。在鉆井時由于上保徑和下保徑同時貼在 井壁上，而且上保徑和下保徑在井壁上的總跨度為L+e+L(e為上保徑和下保徑之間的垂直 距離)，因此大大提高了扶正防斜作用。下保徑是處在鉆頭水道下方，但對泥漿的流動不會 有影響。本實(shí)用新型的有益效果是(1)本實(shí)用新型中由于在鉆頭基體上、上保徑的下方增加了下保徑，且上保徑和下 保徑交錯分布排列，使保徑接觸井壁的弧長增加了一倍，這也就使保徑寬度之和與鉆頭外 圓周長之比值E增加了一倍，大大提高了鉆井穩(wěn)定性；(2)本實(shí)用新型中上保徑和下保徑同時貼在井壁上，而且上保徑和下保徑在井壁 上的總跨度為L+e+L(e為上保徑和下保徑之間的垂直距離)，因此大大提高了鉆頭的扶正 防斜作用；(3)本實(shí)用新型中，下保徑處在鉆頭基體上水道下方，但對泥漿的流動不會有影 響。
圖1是現(xiàn)有普通PDC鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型俯視圖。圖中標(biāo)記相對應(yīng)的部件名稱1-上保徑；2-下保徑；3-刀翼。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，防井斜PDC鉆頭，包括位于鉆頭基體上的刀翼3和上保徑1，上保徑1 連接于刀翼3下方，上保徑1下方設(shè)有下保徑2。下保徑2和上保徑1成對設(shè)置并且在鉆頭 基體上徑向交錯分布排列。上保徑1與下保徑2長度相同。普通PDC鉆頭的每一條刀翼下連著一條保徑，其長度L 一般為50mm-120mm，鉆井時 由于L的長度有限，防斜能力差。本實(shí)用新型在普通PDC鉆頭的相鄰上保徑1之間的水道 下方設(shè)有下保徑2，上保徑1與下保徑2交錯設(shè)置，鉆井時上保徑1與下保徑2均貼在井壁 上，大大提高了鉆頭的防斜作用。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型做任何形式上的限 制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)上對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落 入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求防井斜PDC鉆頭，包括位于鉆頭基體上的刀翼(3)和上保徑(1)，上保徑(1)連接于刀翼(3)下方，其特征在于，所述上保徑(1)下方設(shè)有下保徑(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防井斜PDC鉆頭，其特征在于，所述下保徑(2)和上保徑(1) 成對設(shè)置并且在鉆頭基體上徑向交錯分布排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防井斜PDC鉆頭，其特征在于，所述上保徑(1)與下保徑 (2)長度相同。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種防井斜PDC鉆頭，包括鉆頭上相連接的刀翼和上保徑，所述相鄰上保徑之間的水道下方設(shè)有下保徑，上保徑與下保徑長度相同。本實(shí)用新型中由于上保徑和下保徑錯位布置使保徑接觸井壁的弧長增加了一倍，這也就使保徑寬度之和與鉆頭外圓周長之比值E增加了一倍，使得鉆井穩(wěn)定性大大增加；上保徑和下保徑同時貼在井壁上，因此大大提高了鉆頭的扶正防斜作用。
文檔編號E21B10/46GK201567962SQ20092024358
公開日2010年9月1日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者毛忠仁, 蘇益仁 申請人:成都惠靈豐金剛石鉆頭有限公司