一種深井六刀翼pdc鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油勘探領(lǐng)域，具體的說是一種深井六刀翼roc鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油鉆井中，特別是深井鉆進(jìn)中，現(xiàn)有技術(shù)的六刀翼PDC鉆頭，刀翼與切削齒分布不合理，常常在鉆進(jìn)中出現(xiàn)肩部磨損嚴(yán)重與磨心現(xiàn)象發(fā)生，主要是鉆頭肩部布齒密度與防震不足，心部切削齒角度和限位不合理等原因，造成鉆頭先期損壞，嚴(yán)重影響鉆井速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足提供一種深井六刀翼PDC鉆頭，該鉆頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，刀翼與切削齒分布合理，不會(huì)有肩部磨損與磨心現(xiàn)象發(fā)生，也不會(huì)造成鉆頭先期損壞而影響鉆井速度。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種深井六刀翼PDC鉆頭，其特征在于:該P(yáng)DC鉆頭冠部包括第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼六個(gè)刀翼，其中所述第一刀翼的軸向位置角度分布是0°、第二刀翼的軸向位置角度分布是61°、第三刀翼的軸向位置角度分布是121°、第四刀翼的軸向位置角度分布是186°、第五刀翼軸向位置角度分布是242°、第六刀翼軸向位置角度分布是298°。
[0005]所述第一刀翼、第三刀翼和第五刀翼為鉆頭的主刀翼，第二刀翼、第四刀翼、第六刀翼為鉆頭的副刀翼。
[0006]所述第二刀翼和第三刀翼之間、第四刀翼和第五刀翼之間、第六刀翼和第一刀翼之間分別設(shè)置有一個(gè)固定噴嘴;所述第一刀翼和第二刀翼之間、第三刀翼和第四刀翼之間、第五刀翼和第六刀翼之間分別設(shè)置有一個(gè)可調(diào)噴嘴;所述第一刀翼、第三刀翼和第五刀翼上設(shè)置有兩個(gè)減震節(jié)，所述第二刀翼、第四刀翼和第六刀翼上分別設(shè)置有一個(gè)減震節(jié);所述第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼上均設(shè)置有穩(wěn)定塊;相鄰的每?jī)蓚€(gè)刀翼之間分布有鉆頭排肩槽;每個(gè)刀翼的保徑處均加工有邊倒圓角。
[0007]所述減震節(jié)的高度低于主切削齒1mm，減震節(jié)采用半徑為8mm的球型，穩(wěn)定塊采用兩面倒圓角半徑為7mm的圓柱形。
[0008]所述第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼上的主副切削齒齒數(shù)分別為13個(gè)、9個(gè)、12個(gè)、9個(gè)、11個(gè)、9個(gè)，主切削齒總齒數(shù)為42個(gè)、gij切削齒總齒數(shù)為21個(gè)。
[0009]所述主切削齒和副切削齒均采用Φ13mm齒，副切削齒高度比主切削齒低1.5mm;所述主切削齒的后傾角取值在15°?20°范圍，從內(nèi)部向外部逐次增加，所述副切削齒的后傾角取值在20°?22°范圍。
[0010]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：
[0011]1、本實(shí)用新型通過增加切削齒密度，提高鉆頭抗磨損和抗沖擊性能，增加減震節(jié)和穩(wěn)定塊提高鉆頭的穩(wěn)定性，合理的噴嘴布置等有效延長(zhǎng)鉆頭在深部鉆井中的高效性。
[0012]2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，刀翼與切削齒分布合理，不會(huì)有肩部磨損與磨心現(xiàn)象發(fā)生，也不會(huì)造成鉆頭先期損壞而影響鉆井速度。
[0013]3、本實(shí)用新型鉆頭上噴嘴采用可調(diào)噴嘴與固定噴嘴相結(jié)合的方式，避免了全部布置可調(diào)噴嘴對(duì)刀翼強(qiáng)度的影響，同時(shí)會(huì)減少鉆井風(fēng)險(xiǎn)。
[0014]4、本實(shí)用新型的超強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得鉆頭在使用中壽命更長(zhǎng)，穩(wěn)定性更好，能有效減少起下鉆次數(shù)，實(shí)踐證明該方法設(shè)計(jì)的六刀翼roc鉆頭特別適合深井鉆進(jìn)，比以往鉆頭壽命提高40 %-60%,有效提高了鉆井速度。
【附圖說明】
[0015]圖I是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型圖I的側(cè)視圖。
[0017]圖中附圖標(biāo)記:001為第一刀翼，002為第二刀翼，003為第三刀翼，004為第四刀翼，005為第五刀翼，006為第六刀翼，007為鉆頭排肩槽，008為固定噴嘴，009為可調(diào)噴嘴，010為減震節(jié)，011為Φ 13mm齒，012為穩(wěn)定塊，013為邊倒圓角。
【具體實(shí)施方式】
[0018]由附圖I、2所示:該P(yáng)DC鉆頭冠部包括第一刀翼001、第二刀翼002、第三刀翼003、第四刀翼004、第五刀翼005和第六刀翼006六個(gè)刀翼，所述六個(gè)刀翼呈逆時(shí)針分布，其中第一刀翼001的軸向位置角度分布是0°、第二刀翼002的軸向位置角度分布是61°、第三刀翼003的軸向位置角度分布是121°、第四刀翼004的軸向位置角度分布是186°、第五刀翼005軸向位置角度分布是242°、第六刀翼006軸向位置角度分布是298°，上述TOC鉆頭軸向位置角度的分布方式使得鉆頭力平衡達(dá)到最優(yōu)。
[0019]所述第一刀翼001、第三刀翼003和第五刀翼005為鉆頭的主刀翼，第二刀翼002、第四刀翼004、第六刀翼006為鉆頭的副刀翼。
[0020]所述第二刀翼002和第三刀翼003之間、第四刀翼004和第五刀翼005之間、第六刀翼006和第一刀翼001之間分別設(shè)置有一個(gè)固定噴嘴008;所述第一刀翼001和第二刀翼002之間、第三刀翼003和第四刀翼004之間、第五刀翼005和第六刀翼006之間分別設(shè)置有一個(gè)可調(diào)噴嘴009;所述第一刀翼001、第三刀翼003和第五刀翼005上設(shè)置有兩個(gè)減震節(jié)010，所述第二刀翼002、第四刀翼004和第六刀翼006上分別設(shè)置有一個(gè)減震節(jié)010;所述第一刀翼001、第二刀翼002、第三刀翼003、第四刀翼004、第五刀翼005和第六刀翼006上均設(shè)置有穩(wěn)定塊012;相鄰的每?jī)蓚€(gè)刀翼之間分布有鉆頭排肩槽007;每個(gè)刀翼的保徑處均加工有邊倒圓角013。
[0021 ]所述減震節(jié)010的高度低于主切削齒Imm，限制內(nèi)部切削齒吃入地層過多，造成切削齒先期損壞。
[0022]所述的減震節(jié)010采用半徑為8mm的球型，穩(wěn)定塊012采用兩面倒圓角半徑為7mm的圓柱形。
[0023]所述主刀翼上副切削齒齒數(shù)為4個(gè)，所述副刀翼上副齒齒數(shù)為3個(gè)。
[0024]所述第一刀翼001、第二刀翼002、第三刀翼003、第四刀翼004、第五刀翼005和第六刀翼006上的主副切削齒齒數(shù)分別為13個(gè)、9個(gè)、12個(gè)、9個(gè)、11個(gè)、9個(gè)，主切削齒總齒數(shù)為42個(gè)、副切削齒總齒數(shù)為21個(gè)，合計(jì)為63個(gè)。
[0025]所述主切削齒和副切削齒均采用Φ 13mm齒，副切削齒高度比主切削齒低1.5mm。所述鉆頭主切削齒的后傾角取值在15°?20°范圍，從內(nèi)部向外部逐次增加，所述鉆頭副切削齒的后傾角取值在20°?22°范圍。
[0026]主切削齒在所述鉆頭后傾角角度分布為：
[0027]第一刀翼001從里到外后傾角分別為 15°、16°、16°、18°、18°、18°、20。、20。、20。。
[0028]第二刀翼002從里到外后傾角分別為16°、18°、18°、18°、20°、20°。
[0029]第三刀翼003從里到外后傾角分別為15°、16°、16°、18°、18°、18°、20。、20。。
[0030]第四刀翼004從里到外后傾角分別為18°、18°、18°、20°、20°、20°。
[0031]第五刀翼005從里到外后傾角分別為16°、18°、18°、18°、20。、20。、20。。
[0032]第六刀翼006從里到外后傾角分別為18°、18°、18°、20°、20°、20°。
[0033]副刀翼副切削齒從里到外后傾角分別為20°、21°、22°。
[0034]主刀翼副切削齒從里到外后傾角分別為20°、21°、22°、22°。
[0035]所述穩(wěn)定塊012分布在鉆頭的各刀翼上，設(shè)計(jì)面積大增加了與地層的接觸面積來提高穩(wěn)定性，同時(shí)接觸井壁時(shí)具有修整井壁的作用。
[0036]所述邊倒圓角013具有保護(hù)鉆頭保徑處不受過載損壞，同時(shí)降低了保徑部位與井壁的摩擦扭矩。
[0037]對(duì)于石油鉆頭領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，根據(jù)以上描述的技術(shù)方案進(jìn)行拓展與改變，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1 一種深井六刀翼PDC鉆頭，其特征在于：該P(yáng)DC鉆頭冠部包括第一刀翼(001 )、第二刀翼(002)、第三刀翼(003)、第四刀翼(004)、第五刀翼(005)和第六刀翼(006)六個(gè)刀翼，其中所述第一刀翼(001)的軸向位置角度分布是0°、第二刀翼(002)的軸向位置角度分布是61°、第三刀翼(003)的軸向位置角度分布是121°、第四刀翼(004)的軸向位置角度分布是186°、第五刀翼(005)軸向位置角度分布是242°、第六刀翼(006)軸向位置角度分布是298°。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種深井六刀翼PDC鉆頭，其特征在于:所述第一刀翼(001)、第三刀翼(003)和第五刀翼(005)為鉆頭的主刀翼，第二刀翼(002)、第四刀翼(004)、第六刀翼(006)為鉆頭的副刀翼。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種深井六刀翼roc鉆頭，其特征在于:所述第二刀翼(002)和第三刀翼（003)之間、第四刀翼（004)和第五刀翼（005)之間、第六刀翼（006)和第一刀翼(001)之間分別設(shè)置有一個(gè)固定噴嘴(008);所述第一刀翼(001)和第二刀翼(002)之間、第三刀翼(003)和第四刀翼(004)之間、第五刀翼(005)和第六刀翼(006)之間分別設(shè)置有一個(gè)可調(diào)噴嘴(009);所述第一刀翼(001)、第三刀翼(003)和第五刀翼(005)上設(shè)置有兩個(gè)減震節(jié)(010)，所述第二刀翼(002)、第四刀翼(004)和第六刀翼(006)上分別設(shè)置有一個(gè)減震節(jié)(010);所述第一刀翼（001)、第二刀翼（002)、第三刀翼（003)、第四刀翼（004)、第五刀翼(005)和第六刀翼(006)上均設(shè)置有穩(wěn)定塊(012);相鄰的每?jī)蓚€(gè)刀翼之間分布有鉆頭排肩槽(007);每個(gè)刀翼的保徑處均加工有邊倒圓角(013)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種深井六刀翼roc鉆頭，其特征在于:所述減震節(jié)(010)的高度低于主切削齒1mm，減震節(jié)(010)采用半徑為8mm的球型，穩(wěn)定塊(012)采用兩面倒圓角半徑為7mm的圓柱形。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種深井六刀翼PDC鉆頭，其特征在于:所述第一刀翼(001)、第二刀翼(002)、第三刀翼（003)、第四刀翼(004)、第五刀翼(005)和第六刀翼(006)上的主副切削齒齒數(shù)分別為13個(gè)、9個(gè)、12個(gè)、9個(gè)、11個(gè)、9個(gè)，主切削齒總齒數(shù)為42個(gè)、副切削齒總齒數(shù)為21個(gè)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種深井六刀翼PDC鉆頭，其特征在于:所述主切削齒和副切削齒均米用Φ 13mm齒，副切削齒尚度比主切削齒低1. 5mm;所述主切削齒的后傾角取值在.15°?20°范圍，從內(nèi)部向外部逐次增加，所述副切削齒的后傾角取值在20°?22°范圍。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種深井六刀翼PDC鉆頭，所述PDC鉆頭冠部包括第一刀翼、第二刀翼、第三刀翼、第四刀翼、第五刀翼和第六刀翼六個(gè)刀翼，其中所述第一刀翼的軸向位置角度分布是0°、第二刀翼的軸向位置角度分布是61°、第三刀翼的軸向位置角度分布是121°、第四刀翼的軸向位置角度分布是186°、第五刀翼軸向位置角度分布是242°、第六刀翼軸向位置角度分布是298°。本實(shí)用新型通過增加切削齒密度，提高鉆頭抗磨損和抗沖擊性能，增加減震節(jié)和穩(wěn)定塊提高鉆頭的穩(wěn)定性，合理的噴嘴布置等有效延長(zhǎng)鉆頭在深部鉆井中的高效性。
【IPC分類】E21B10/60, E21B10/43, E21B10/54
【公開號(hào)】CN205154034
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521014720
【發(fā)明人】李勝凱, 彭金龍, 張俊榮, 黃濤, 李凱, 劉家旺, 石向前, 張彥好, 王奇元
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)春弘大能源勘探開發(fā)股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月9日