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CN106014267B - 一种后排齿可整体拆卸的多样化pdc钻头 - Google Patents

一种后排齿可整体拆卸的多样化pdc钻头 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，该钻头包括前排和后排PDC切削齿、钻头本体、接头、刀翼、规径、喷嘴、硬质合金块和排屑槽；钻头本体与接头相连接，其内嵌有喷嘴，其上均匀固定数个刀翼，在每个刀翼上钎焊前排PDC切削齿，两个相邻刀翼之间形成排屑槽，后排PDC切削齿焊接在硬质合金块上，硬质合金块螺纹连接在刀翼上。遇到地层很软，对钻头破坏性不强，就可以卸下后排PDC切削齿，采用单排齿钻进，提高钻进速度；遇到地层很硬，破坏性很强，就装上后排PDC切削齿，提高钻头的使用寿命，不仅拓宽了钻头对复杂地层的适应能力，大大减小井队对钻头的使用成本和运输成本，而且能够减少钻井作业的周期，节约钻井成本。

Description

一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头
技术领域
本发明涉及石油、地质用的回转钻进钻头，具体的说，是一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头。
背景技术
目前，在石油、地质勘探等领域进行钻井作业中，经常出现地层突变的情况。比如，相距很近的两口井，从理论上来说，地层和岩性应当很相似，但有时候就是会发生突变，这样就会导致在上口井表现很好的钻头型号，在本口井表现极差，甚至造成一定的井下事故。
针对地层可钻性，以及对钻头破坏性的突变，通常我们都是通过增加或减少布齿密度，增加或减少双排齿来应对。但是在一口井准备同一型号的单排齿钻头和双排齿钻头，会大大增加了井队打井成本，和制造商的运送成本。
发明内容
本发明要解决的问题就是提供一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，能够大大减少井队的打井成本，以及运送成本。其技术方案如下：
本发明提供一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，该钻头包括前排PDC切削齿、钻头本体、接头、刀翼、规径、喷嘴和排屑槽，钻头本体与接头相连接，接头与钻杆连接，钻头本体内嵌有数个喷嘴，钻头本体上均匀固定数个刀翼，在每个刀翼上钎焊若干个前排PDC切削齿，两个相邻刀翼之间形成排屑槽，与接头相接外径最大处为规径，其关键技术是：该钻头还包括若干个后排PDC切削齿和数个硬质合金块，在每个刀翼背面设置一定数量的螺纹孔，后排PDC切削齿焊接在硬质合金块上，硬质合金块通过内六角螺钉螺纹连接在刀翼上。
所述后排PDC切削齿的大小范围为Ф8mm-Ф16mm。
在所述每个刀翼上设置2-16个后排PDC切削齿。
钻头本体为胎体钻头，也可为钢体钻头。
刀翼形为直刀翼，也可为螺旋形刀翼。
后排PDC切削齿布齿方式与前排PDC切削齿可以同轨迹，也可以不同轨迹。
后排PDC切削齿与前排PDC切削齿的高差能够调节。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1、本发明运用范围广，可以运用到各种尺寸的钻头上，也可以运用到取芯钻头。
2、采用本发明的钻头，遇到地层很软，对钻头破坏性不强，就可以卸下后排PDC切削齿，采用单排齿钻进，提高钻进速度，而不需要另外重新再订一只单排齿钻头；遇到地层很硬，破坏性很强，就装上后排PDC切削齿，提高钻头的使用寿命，能够大大减小井队对钻头的使用成本和运输成本。
3、本发明的后排齿设计很灵活，通过准备多个硬质合金块实现多种布齿方式，比如：后排可与前排同轨迹，也可不同轨迹，前后排齿的高差也可进行调节。避免因小改动重复设计和制造钻头，减少钻头厂家设计和制造成本。
4、本发明的钻头，后排齿从形状分可以是圆柱齿、圆锥齿、尖齿、球头齿等，从材料分可以是PDC金刚石复合片、硬质合金齿，还可以是孕镶齿等。一个本体，多种后排齿，由于替换极其方便，不同刀翼的后排齿可以使用不同类型，可组合成多种多样的钻头形式，针对多种多样的地层。避免本体的重复设计。
5、采用本发明的钻头，在地层变化频繁，现场可根据实际情况决定使用哪种钻头型号，拓宽了钻头对复杂地层的适应能力，大大提高钻头选型的成功率。
6、采用本发明的钻头能够减少钻井作业的周期，节约钻井成本。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明后排PDC切削齿与刀翼连接示意图；
图3是本发明刀翼局部放大示意图；
图4是本发明后排PDC切削齿结构一示意图；
图5是本发明后排PDC切削齿结构二示意图；
图6是本发明后排PDC切削齿结构三示意图；
图7是本发明后排PDC切削齿结构四示意图。
图中附图标记：
1—前排PDC切削齿；2—钻头本体；3—接头；4—刀翼；5—规径；6—喷嘴；7—后排PDC切削齿；8—硬质合金块；9—内六角螺钉；10—排屑槽。
具体实施方式
参见图1-图3，本发明提供一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，该钻头包括前排PDC切削齿1、钻头本体2、接头3、刀翼4、规径5、喷嘴6和排屑槽10，钻头本体2可以是胎体钻头，也可以是钢体钻头，钻头本体2与接头3相连接，接头4与钻杆连接，钻头本体2内嵌有数个喷嘴6，钻头本体2上均匀固定数个刀翼4，钻头刀翼4形状可为直刀翼，也可为螺旋形刀翼，在每个刀翼4上钎焊若干个前排PDC切削齿1，两个相邻刀翼4之间形成排屑槽10，与接头3相接外径最大处为规径5，其关键技术是：该钻头还包括若干个后排PDC切削齿7和数个硬质合金块8，在每个刀翼4背面设置一定数量的螺纹孔，后排PDC切削齿7焊接在硬质合金块8上，硬质合金块8通过内六角螺钉9螺纹连接在刀翼4上。根据实际情况可以调节后排PDC切削齿7的大小和数量，后排PDC切削齿7的大小范围为Ф8mm-Ф16mm，每个刀翼4上设置2-16个后排PDC切削齿7。后排PDC切削齿7可与前排PDC切削齿1同轨迹，也可不同轨迹，后排PDC切削齿7与前排PDC切削齿1的高差也可进行调节。胎体钻头在烧结时，需要做相应的硬质合金块8的石墨替代块，烧结完成后，取下石墨替代块，然后在胎体钻头的钻头刀翼4后排相应位置上钻出螺纹孔，最后用内六角螺钉9将硬质合金块8螺纹连接在钻头刀翼4上。
后排PDC切削齿7的形状可以是如图4所示的尖齿、如图5所示的圆锥齿、如图6所示的球头齿、如图7所示的圆柱齿等，后排PDC切削齿7的材料可以是PDC金刚石复合片、硬质合金齿、孕镶齿等。一个钻头本体2，多种后排PDC切削齿7，由于替换极其方便，不同刀翼4的后排PDC切削齿7可以使用不同类型，可组合成多种多样的钻头形式，能够适应多种多样的地层。
钻头工作时，遇到地层很软，对钻头破坏性不强，就可以卸下后排PDC切削齿7，采用单排齿钻进，提高钻进速度，而不需要另外重新再订一只单排齿钻头；遇到地层很硬，破坏性很强，就装上后排PDC切削齿7，提高钻头的使用寿命。

Claims (10)

1.一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，该钻头包括前排PDC切削齿(1)、钻头本体(2)、接头(3)、刀翼(4)、规径(5)、喷嘴(6)和排屑槽(10)，钻头本体(2)与接头(3)相连接，接头(3)与钻杆连接，钻头本体(2)内嵌有数个喷嘴(6)，钻头本体(2)上均匀固定数个刀翼(4)，在每个刀翼(4)上钎焊若干个前排PDC切削齿(1)，两个相邻刀翼(4)之间形成排屑槽(10)，与接头(3)相接外径最大处为规径(5)，其特征是：该钻头还包括若干个后排PDC切削齿(7)和数个硬质合金块(8)，在每个刀翼(4)背面设置一定数量的螺纹孔，后排PDC切削齿(7)焊接在硬质合金块(8)上，硬质合金块(8)通过内六角螺钉(9)螺纹连接在刀翼(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，其特征是：所述后排PDC切削齿(7)的大小范围为Ф8mm-Ф16mm。
3.根据权利要求1所述的一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，其特征是：在所述每个刀翼(4)上设置2-16个后排PDC切削齿(7)。
4.根据权利要求1所述的一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，其特征是：所述钻头本体(2)为胎体钻头。
5.根据权利要求1所述的一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，其特征是：所述钻头本体(2)为钢体钻头。
6.根据权利要求1所述的一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，其特征是：所述刀翼(4)形状为直刀翼。
7.根据权利要求1所述的一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，其特征是：所述刀翼(4)形状为螺旋形刀翼。
8.根据权利要求1所述的一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，其特征是：所述后排PDC切削齿(7)与前排PDC切削齿(1)同轨迹。
9.根据权利要求1所述的一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，其特征是：所述后排PDC切削齿(7)与前排PDC切削齿(1)不同轨迹。
10.根据权利要求1所述的一种后排齿可整体拆卸的多样化PDC钻头，其特征是：所述后排PDC切削齿(7)与所述前排PDC切削齿(1)的高差能够调节。
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