一種防卡鉆鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及適用于石油鉆井的鉆頭領(lǐng)域，具體涉及一種防卡鉆鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油鉆探領(lǐng)域，當(dāng)鉆頭鉆遇大段的石膏巖、泥膏巖地層時(shí)，鉆頭切削齒很難吃入地層，導(dǎo)致機(jī)械鉆速很慢，且地層縮徑嚴(yán)重，鉆進(jìn)極易出現(xiàn)卡鉆事故，上提阻力大，在鉆井過(guò)程中還存在憋栗現(xiàn)象。而為了抑制和減輕泥膏巖的縮徑，一般會(huì)相應(yīng)提高鉆井液密度，因此對(duì)機(jī)械鉆速也產(chǎn)生一定影響。
[0003]目前鉆頭的排肩槽和接頭部位都是圓柱狀的或光滑的部分，通常是由兩刀翼間隔形成的，這對(duì)于正常情況下的鉆井作業(yè)和鉆井液的循環(huán)都是最優(yōu)的選擇。但是在鉆進(jìn)石膏巖、泥膏巖這種縮徑很?chē)?yán)重的地層時(shí)，常規(guī)鉆頭的使用很可能導(dǎo)致卡鉆和憋栗，安全問(wèn)題尤為突出。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種防卡鉆鉆頭，加強(qiáng)保徑及倒劃眼功能，改進(jìn)了鉆頭的排肩，并優(yōu)化了鉆頭的布齒結(jié)構(gòu)，提高鉆井速度以及質(zhì)量。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種防卡鉆鉆頭，包括鉆頭本體，鉆頭本體上設(shè)有繞鉆頭本體的中心軸線分布的刀翼組件，該刀翼組件包括均沿逆時(shí)針?lè)较蚺帕械奈鍌€(gè)刀翼，該五個(gè)刀翼包括兩個(gè)刀翼A以及三個(gè)刀翼B，兩個(gè)刀翼A間隔分布于相鄰的兩刀翼B之間，且刀翼A的長(zhǎng)度大于刀翼B的長(zhǎng)度；刀翼A以及刀翼B由鉆頭本體的頂端中心向下延伸至鉆頭本體側(cè)面；刀翼A以及刀翼B的外表面均設(shè)置有沿其各自長(zhǎng)度方向依次排列的主切削齒、保徑齒以及倒劃眼齒;鉆頭本體的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)沿鉆頭本體長(zhǎng)度方向延伸的凹槽;各凹槽間隔分布于相鄰的刀翼A與刀翼B之間以及相鄰的兩個(gè)刀翼B之間。
[0007]優(yōu)選的，兩個(gè)刀翼A的分布角度為0°和155°，三個(gè)刀翼B的分布角度為79°、229°和295。ο
[0008]優(yōu)選的，分布角度為0°的刀翼A表面由頂端向下依次分布有I號(hào)、3號(hào)、5號(hào)、10號(hào)、15號(hào)、20號(hào)和25號(hào)主切削齒;分布角度為155°的刀翼A表面由頂端向下依次分布有2號(hào)、4號(hào)、8號(hào)、13號(hào)、18號(hào)、23號(hào)和28號(hào)主切削齒;分布角度為79°的刀翼B表面由頂端向下依次分布有6號(hào)、11號(hào)、16號(hào)、21號(hào)和26號(hào)主切削齒;分布角度為229°的刀翼B表面由頂端向下依次分布有7號(hào)、12號(hào)、17號(hào)、22號(hào)和27號(hào)主切削齒;分布角度為295°的刀翼B表面由頂端向下依次分布有9號(hào)、14號(hào)、19號(hào)、24號(hào)和29號(hào)主切削齒。
[0009]優(yōu)選的，I號(hào)-29號(hào)主切削齒距離鉆頭本體中心軸線的距離依次增大；I號(hào)主切削齒的后傾角為12°，29號(hào)主切削齒的后傾角為20.4°，I號(hào)-29號(hào)主切削齒的后傾角度以0.3°的遞增幅度依次遞增。
[0010]優(yōu)選的，鉆頭本體的頂端設(shè)置有多個(gè)噴嘴。[0011 ]優(yōu)選的，各刀翼A的保徑齒均設(shè)有兩個(gè)，各刀翼A的倒劃眼齒均設(shè)有三個(gè);各刀翼B的保徑齒均設(shè)有兩個(gè);各刀翼B的倒劃眼齒均設(shè)有三個(gè)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0013]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的鉆頭，各刀翼下端斜面上分布的保徑齒以及倒劃眼齒增強(qiáng)了倒劃眼功能，使起鉆順利，提高鉆井質(zhì)量;除此之外，在鉆頭體的兩刀翼之間的凹槽位置開(kāi)槽，以改善排肩及防泥包，防止卡鉆、蹩鉆；另外在刀翼組件上合理分布主切削齒，優(yōu)化的切削結(jié)構(gòu)，使該鉆頭能夠有效地吃入地層，提高破巖效率凹槽。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的俯視圖。
[0016]其中，1、鉆頭本體;11、凹槽;40、主切削齒;50、保徑齒;60、倒劃眼齒;70、噴嘴。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述:
[0018]如圖1以及圖2所示的一種鉆頭，主要包括鉆頭本體10，在該鉆頭本體10上設(shè)有刀翼組件，且該刀翼組件繞鉆頭本體10的中心軸線分布，具體該刀翼組件主要包括五個(gè)刀翼，且該五個(gè)刀翼均沿順時(shí)針?lè)较蚺挪?，包括兩個(gè)刀翼A(圖中所指的A)以及三個(gè)刀翼B(圖中所指的B)，同時(shí)使兩個(gè)刀翼A間隔分布于相鄰的兩刀翼B之間，且刀翼A的長(zhǎng)度大于刀翼B的長(zhǎng)度，該結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，在鉆井時(shí)使鉆頭能夠平穩(wěn)地吃入地層。
[0019]刀翼A以及刀翼B由鉆頭本體10頂端向下延伸至鉆頭本體10側(cè)面，如此可在刀翼A以及刀翼B的外表面均設(shè)置有沿其各自長(zhǎng)度方向依次排列的主切削齒40、保徑齒50以及倒劃眼齒60;因刀翼A的長(zhǎng)度大于刀翼B的長(zhǎng)度，故刀翼A可更接近鉆頭本體10的中心，能夠排布更多的主切削齒40;而刀翼A與刀翼B間隔排布，使得鉆頭各部分切削力保持一致，提高鉆頭的穩(wěn)定性。同時(shí)各刀翼下端分布的保徑齒50以及倒劃眼齒60增強(qiáng)了倒劃眼功能，可保證起鉆，提尚鉆井質(zhì)量。
[0020]鉆頭本體10的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)沿鉆頭本體10長(zhǎng)度方向延伸的凹槽11;各凹槽11間隔分布于相鄰的刀翼A與刀翼B之間以及相鄰的兩個(gè)刀翼B之間，用于排肩，此凹槽相較于現(xiàn)有技術(shù)中兩刀翼間隔形成的排肩槽，加深了深度，以改善鉆頭的排肩效果從而防止鉆頭泥包，避免防止卡鉆、蹩鉆。當(dāng)然，因鉆頭本體10—般具有一與外部零件連接的接頭，而上述凹槽11可延伸至鉆頭本體10與外部零件的連接處，如此即使鉆井過(guò)程中縮徑到接頭外徑位置仍可以排肩。
[0021]優(yōu)選的，兩個(gè)刀翼A的分布角度為0°和155°，三個(gè)刀翼B的分布角度為79°、229°和295°，這種分布角度從俯視圖(參閱圖2)上看，使各刀翼在結(jié)構(gòu)的限制上能夠最大間隔的排布于鉆頭本體10上，有利于排肩。
?0022] 優(yōu)選的，參閱圖2，其分布角度為0°的刀翼A表面由頂端向下依次分布有I號(hào)、3號(hào)、5號(hào)、10號(hào)、15號(hào)、20號(hào)和25號(hào)主切削齒;分布角度為155°的刀翼A表面由頂端向下依次分布有2號(hào)、4號(hào)、8號(hào)、13號(hào)、18號(hào)、23號(hào)和28號(hào)主切削齒;分布角度為79°的刀翼B表面由頂端向下依次分布有6號(hào)、11號(hào)、16號(hào)、21號(hào)和26號(hào)主切削齒;分布角度為229°的刀翼B表面由頂端向下依次分布有7號(hào)、12號(hào)、17號(hào)、22號(hào)和27號(hào)主切削齒;分布角度為295°的刀翼B表面由頂端向下依次分布有9號(hào)、14號(hào)、19號(hào)、23號(hào)和29號(hào)主切削齒。
[0023]且I號(hào)-29號(hào)主切削齒距離鉆頭本體中心軸線的距離依次增大；I號(hào)主切削齒的后傾角為12°，29號(hào)主切削齒的后傾角為20.4°，1號(hào)-29號(hào)主切削齒的后傾角度以0.3°的遞增幅度依次遞增。在本實(shí)施例中，上述I號(hào)、3號(hào)、6號(hào)、8號(hào)、10號(hào)、12號(hào)、14號(hào)、22號(hào)、28號(hào)和29號(hào)主切削齒的直徑可均為13mm; 2號(hào)、5號(hào)、7號(hào)、9號(hào)、11號(hào)、13號(hào)、15號(hào)-21號(hào)和23號(hào)-27號(hào)主切削齒的直徑可均為16mm。另外，上述各刀翼A上的保徑齒以及各刀翼B上的保徑齒50均設(shè)有兩個(gè)，各刀翼A上的倒劃眼齒60以及各刀翼B的倒劃眼齒60均設(shè)有三個(gè)，且各保徑齒的直徑均為13mm，各倒劃眼齒60的直徑均為10mm。如此，在該鉆頭上混合布置直徑為16mm與13mm的切削齒，使切削齒能夠有效地吃入地層，提高破巖效率。
[0024]優(yōu)選的，在本實(shí)施例中，該鉆頭的鉆頭本體10的頂端還設(shè)置有多個(gè)噴嘴70，該噴嘴70的主要作用在于增強(qiáng)清洗巖肩的效果。
[0025]對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防卡鉆鉆頭，包括鉆頭本體，其特征在于，鉆頭本體上設(shè)有繞鉆頭本體的中心軸線分布的刀翼組件，該刀翼組件包括均沿逆時(shí)針?lè)较蚺帕械奈鍌€(gè)刀翼，該五個(gè)刀翼包括兩個(gè)刀翼A以及三個(gè)刀翼B，兩個(gè)刀翼A間隔分布于相鄰的兩刀翼B之間，且刀翼A的長(zhǎng)度大于刀翼B的長(zhǎng)度;刀翼A以及刀翼B由鉆頭本體的頂端中心向下延伸至鉆頭本體側(cè)面;刀翼A以及刀翼B的外表面均設(shè)置有沿其各自長(zhǎng)度方向依次排列的主切削齒、保徑齒以及倒劃眼齒;鉆頭本體的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)沿鉆頭本體長(zhǎng)度方向延伸的凹槽;各凹槽間隔分布于相鄰的刀翼A與刀翼B之間以及相鄰的兩個(gè)刀翼B之間。2.如權(quán)利要求1所述的防卡鉆鉆頭，其特征在于，兩個(gè)刀翼A的分布角度為0°和155°，三個(gè)刀翼B的分布角度為79°、229°和295°。3.如權(quán)利要求2所述的防卡鉆鉆頭，其特征在于，分布角度為0°的刀翼A表面由頂端向下依次分布有I號(hào)、3號(hào)、5號(hào)、10號(hào)、15號(hào)、20號(hào)和25號(hào)主切削齒;分布角度為155°的刀翼A表面由頂端向下依次分布有2號(hào)、4號(hào)、8號(hào)、13號(hào)、18號(hào)、23號(hào)和28號(hào)主切削齒;分布角度為79°的刀翼B表面由頂端向下依次分布有6號(hào)、11號(hào)、16號(hào)、21號(hào)和26號(hào)主切削齒；分布角度為229°的刀翼B表面由頂端向下依次分布有7號(hào)、12號(hào)、17號(hào)、22號(hào)和27號(hào)主切削齒;分布角度為295°的刀翼B表面由頂端向下依次分布有9號(hào)、14號(hào)、19號(hào)、24號(hào)和29號(hào)主切削齒。4.如權(quán)利要求3所述的防卡鉆鉆頭，其特征在于，I號(hào)-29號(hào)主切削齒距離鉆頭本體中心軸線的距離依次增大；I號(hào)主切削齒的后傾角為12°，29號(hào)主切削齒的后傾角為20.4°，I號(hào)_29號(hào)主切削齒的后傾角度以0.3°的遞增幅度依次遞增。5.如權(quán)利要求1所述的防卡鉆鉆頭，其特征在于，鉆頭本體的頂端設(shè)置有多個(gè)噴嘴。6.如權(quán)利要求1所述的防卡鉆鉆頭，其特征在于，各刀翼A的保徑齒均設(shè)有兩個(gè)，各刀翼A的倒劃眼齒均設(shè)有三個(gè);各刀翼B的保徑齒均設(shè)有兩個(gè);各刀翼B的倒劃眼齒均設(shè)有三個(gè)。
【專(zhuān)利摘要】一種防卡鉆鉆頭，包括鉆頭本體，鉆頭本體上設(shè)有刀翼組件，該刀翼組件包括五個(gè)刀翼，該五個(gè)刀翼包括兩個(gè)刀翼A以及三個(gè)刀翼B，兩個(gè)刀翼A間隔分布于相鄰的兩刀翼B之間，且刀翼A的長(zhǎng)度大于刀翼B的長(zhǎng)度；刀翼A以及刀翼B由鉆頭本體頂端向下延伸至鉆頭本體側(cè)面；刀翼A以及刀翼B的外表面均設(shè)置有主切削齒、保徑齒以及倒劃眼齒；鉆頭本體的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有多個(gè)沿鉆頭本體長(zhǎng)度方向延伸的凹槽；各凹槽間隔分布于相鄰的刀翼A與刀翼B之間以及相鄰的兩個(gè)刀翼B之間。本實(shí)用新型的鉆頭，增強(qiáng)了保徑及倒劃眼功能，保證起鉆順利，提高鉆井質(zhì)量；并可改善排屑及防泥包，防止卡鉆、蹩鉆；另外，該鉆頭能夠有效地吃入地層，提高破巖效率。
【IPC分類(lèi)】E21B10/43, E21B10/60
【公開(kāi)號(hào)】CN205314921
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521135822
【發(fā)明人】張永青, 陳俊勇, 張蒨, 劉杰, 楊英祥, 溫貴凡
【申請(qǐng)人】深圳新速通石油工具有限公司, 中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司第四鉆井工程分公司
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日