一種適應(yīng)塑性地層的矩形齒pdc鉆頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種適應(yīng)塑性地層的矩形齒PDC鉆頭，該P(yáng)DC鉆頭包括鉆頭接頭（1）和鉆頭冠部（2），鉆頭冠部（2）上方設(shè)置有主刀翼（6）和副刀翼（5），矩形PDC復(fù)合片（4）、常規(guī)圓柱PDC復(fù)合片（3）和減震齒（7），矩形PDC復(fù)合片（4）和常規(guī)圓柱PDC復(fù)合片（3）混合設(shè)置于主刀翼（6）和副刀翼（5）上；沿主刀翼（6）或副刀翼（5）的軌跡方向上還布設(shè)有減震齒（7）；鉆頭冠部（2）上方還設(shè)置有可換噴嘴（8）；本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：解決了PDC鉆頭吃入塑性泥巖地層難的問(wèn)題，并充分冷卻PDC復(fù)合片，降低PDC復(fù)合片熱燒損的頻率，提高鉆井機(jī)速和鉆頭使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種適應(yīng)塑性地層的矩形齒PDC鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種油氣田鉆井作業(yè)領(lǐng)域井下工具鉆頭，特別是一種適應(yīng)塑性地層的矩形齒PDC鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的地址勘探、開(kāi)采、石油鉆井中，雖然已大量采用PDC鉆頭，但在深井作業(yè)中經(jīng)常會(huì)遇到塑性很強(qiáng)的泥巖地層，由于其粘彈性很強(qiáng)，鉆屑極易粘附在鉆頭上造成“泥包”而引發(fā)阻卡，譬如新疆塔里木塔河主體區(qū)塊石炭系泥巖地層，埋深都在5000m以上，井段段長(zhǎng)500m左右，在三軸圍壓下，泥巖具有較高的塑性和強(qiáng)度，現(xiàn)有PDC鉆頭很難吃入地層，并且PDC復(fù)合片冷卻效果較差，容易熱燒損PDC復(fù)合片，造成此井段機(jī)速偏低，鉆頭使用數(shù)量多，起下鉆頻繁，制約著整個(gè)鉆井周期。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種提高PDC鉆頭在塑性地層吃入能力，提高機(jī)械鉆速，并提高PDC復(fù)合片冷卻效果，降低PDC復(fù)合片熱燒損的頻率，降低了維護(hù)成本，縮短鉆井周期的矩形齒PDC鉆頭。
[0004]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種適應(yīng)塑性地層的矩形齒PDC鉆頭，它包括鉆頭接頭和鉆頭冠部，其中鉆頭冠部上方設(shè)置有主刀翼和副刀翼，它還包括矩形PDC復(fù)合片、常規(guī)圓柱PDC復(fù)合片和減震齒，矩形PDC復(fù)合片和常規(guī)圓柱PDC復(fù)合片混合設(shè)置于主刀翼和副刀翼上；沿主刀翼或副刀翼的軌跡方向上還布設(shè)有減震齒；鉆頭冠部上方還設(shè)置有可換噴嘴。
[0005]所述的矩形PDC復(fù)合片包括硬質(zhì)合金齒柱、斜面和金剛石層切削面，斜面設(shè)置于硬質(zhì)合金齒柱的一側(cè)，金剛石層切削面設(shè)置于硬質(zhì)合金齒柱的底部。
[0006]所述的金剛石層切削面為矩形結(jié)構(gòu)，斜面與豎直方向的夾角β的范圍為20°?30。。
[0007]所述的硬質(zhì)合金齒柱的軸線與主刀翼或副刀翼的輪廓法向平行，且硬質(zhì)合金齒柱與主刀翼或副刀翼上的安裝凹槽之間的單面間隙為0.05mm?0.1mm。
[0008]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009]1、矩形PDC復(fù)合片矩形尺寸13.44mm*19.05mm，減小接觸地層PDC復(fù)合片尺寸，并提高PDC復(fù)合片出刃高度，提高比鉆壓，斜面與豎直方向的夾角β的范圍為20°?30°，減少PDC復(fù)合片接觸地層面積，盡量消除鉆速斜坡的影響，提高PDC鉆頭在塑性地層吃入能力，提聞機(jī)械鉆速。
[0010]2、沿主刀翼或副刀翼的軌跡方向上還布設(shè)有減震齒，提高鉆頭徑向抗沖擊性，保護(hù)鉆頭，降低了維護(hù)成本。
[0011 ] 3、鉆頭冠部上方還設(shè)置有可換噴嘴，用于PDC復(fù)合片冷卻和攜帶巖屑，提高PDC復(fù)合片冷卻效果，降低PDC復(fù)合片熱燒損的頻率，節(jié)約成本，縮短鉆井周期?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為矩形roc復(fù)合片的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中:1-鉆頭接頭，2-鉆頭冠部，3-圓柱形常規(guī)PDC復(fù)合片，4_矩形PDC復(fù)合片，5-副刀翼，6-主刀翼，7-減震齒，8-可換噴嘴，9-硬質(zhì)合金齒柱，10-斜面，11-金剛石層切削面。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0016]如圖1所示，一種適應(yīng)塑性地層的矩形齒PDC鉆頭，它包括鉆頭接頭I和鉆頭冠部2，其中鉆頭冠部2上方設(shè)置有主刀翼6和副刀翼5，它還包括矩形PDC復(fù)合片4、常規(guī)圓柱PDC復(fù)合片3和減震齒7，矩形PDC復(fù)合片4和常規(guī)圓柱PDC復(fù)合片3混合設(shè)置于主刀翼6和副刀翼5上，矩形PDC復(fù)合片4布置在鉆頭內(nèi)部，用于主切削；圓柱形常規(guī)PDC復(fù)合片3布置在鉆頭外部，用于修正井眼，并提高PDC復(fù)合片抗沖擊性；沿主刀翼6或副刀翼5的軌跡方向上還布設(shè)有減震齒7，提高鉆頭徑向抗沖擊性；鉆頭冠部2上方還設(shè)置有可換噴嘴8，用于PDC復(fù)合片冷卻和攜帶巖屑。
[0017]如圖2所示，矩形PDC復(fù)合片4包括硬質(zhì)合金齒柱9、斜面10和金剛石層切削面11，斜面10設(shè)置于硬質(zhì)合金齒柱9的一側(cè)，金剛石層切削面11設(shè)置于硬質(zhì)合金齒柱9的底部，金剛石層切削面11為矩形結(jié)構(gòu)，斜面10與豎直方向的夾角β的范圍為20°?30°，硬質(zhì)合金齒柱9的軸線與主刀翼6或副刀翼5的輪廓法向平行，且硬質(zhì)合金齒柱9與主刀翼6或副刀翼5上的安裝凹槽之間的單面間隙為0.05mm?0.1mm。
[0018]如圖2所示，矩形PDC復(fù)合片4為特殊加工PDC復(fù)合片，矩形PDC復(fù)合片4金剛石層切削面11形狀為矩形，硬質(zhì)合金齒柱9后部切除出斜面10 ;矩形PDC復(fù)合片4保證較高出刃，同時(shí)可以減少PDC復(fù)合片接觸地層體積，但沒(méi)有減少PDC復(fù)合片纖焊面積，從而影響纖焊強(qiáng)度，如此提聞鉆頭吃入地層的能力，并提聞更大的冷卻空間。
【權(quán)利要求】
1.一種適應(yīng)塑性地層的矩形齒PDC鉆頭，它包括鉆頭接頭(I)和鉆頭冠部(2)，鉆頭冠部(2)上方設(shè)置有主刀翼(6)和副刀翼(5)，其特征在于:它還包括矩形PDC復(fù)合片(4)、常規(guī)圓柱PDC復(fù)合片(3)和減震齒(7)，矩形PDC復(fù)合片(4)和常規(guī)圓柱PDC復(fù)合片(3)混合設(shè)置于主刀翼(6)和副刀翼(5)上；沿主刀翼(6)或副刀翼(5)的軌跡方向上還布設(shè)有減震齒(7);鉆頭冠部(2)上方還設(shè)置有可換噴嘴(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)塑性地層的矩形齒PDC鉆頭，其特征在于:所述的矩形PDC復(fù)合片(4)包括硬質(zhì)合金齒柱(9)、斜面(10)和金剛石層切削面(11)，斜面(10)設(shè)置于硬質(zhì)合金齒柱(9)的一側(cè)，金剛石層切削面(11)設(shè)置于硬質(zhì)合金齒柱(9)的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適應(yīng)塑性地層的矩形齒PDC鉆頭，其特征在于:所述的金剛石層切削面(11)為矩形結(jié)構(gòu)，斜面(10)與豎直方向的夾角β的范圍為20°?30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適應(yīng)塑性地層的矩形齒PDC鉆頭，其特征在于:所述的硬質(zhì)合金齒柱(9 )的軸線與主刀翼(6 )或副刀翼(5 )的輪廓法向平行，且硬質(zhì)合金齒柱(9 )與主刀翼(6)或副刀翼(5)上的安裝凹槽之間的單面間隙為0.05mm?0.1mm。
【文檔編號(hào)】E21B10/60GK203488105SQ201320606709
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】王為民, 劉萍 申請(qǐng)人:四川聯(lián)鼎盛吉科技發(fā)展有限公司