CN212054512U - 一种柔性钻具用高造斜率pdc钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柔性钻具用高造斜率PDC钻头，属于石油或天然气开采技术领域。它包括钻头体，钻头体由自上而下依次设置的半球状冠部、圆形托盘和螺纹段，所述螺纹段与柔性钻具接头进行螺纹配合连接，柔性钻具接头包括上接头筒体和下接头筒体；所述上接头筒体的外径小于下接头筒体的外径，扶正套套设在与其适配的上接头筒体上，且扶正套绕上接头筒体可周向旋转。本实用新型通过在圆形托盘和下接头筒体之间设置可旋转的扶正套，降低了钻进阻力，延长了钻头的使用寿命，降低了卡钻风险，结构短小紧凑，制作方便，钻头转弯灵活，便于短距离造斜，造斜率高达30°/m。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油或天然气开采技术领域，特别是一种与柔性钻具配合使用的高造斜率PDC钻头。
背景技术
在石油开采过程中，在同一口井同时开采多个层系的超短半径侧钻技术是石油开采的主要增产手段之一；在直井/定向井等老井眼中进行超短半径侧钻技术，能够为油井提供多条油气通道，增大泄油面积，有效提高油气采收率。
目前，利用柔性钻具进行超短半径侧钻施工时对钻具的要求较高，尤其是钻头，在造斜过程中，要求其能够沿一定方向“急速转弯”与储层走向方向一致；对于一般的PDC钻头，它的半球状冠部的下方为一个圆柱形结构，它在造斜井眼内转弯时，必然造成圆柱体的外表面与导向管壁之间的滑动摩擦，磨损加剧，增大钻井阻力矩，加快钻头破坏，同时改变钻井方向后，钻头在斜井甚至水平井中受到井壁的侧向反作用力增大，严重者造成卡钻风险。
发明内容
本实用新型的目的就是克服现有技术的缺点，提供一种柔性钻具用高造斜率PDC钻头，其通过在圆形托盘和下接头筒体之间设置可旋转的扶正套，降低了钻进阻力，延长了钻头的使用寿命，降低了卡钻风险。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种柔性钻具用高造斜率PDC钻头，它包括钻头体，钻头体由自上而下依次设置的半球状冠部、圆形托盘和螺纹段，所述螺纹段与柔性钻具接头进行螺纹配合连接，柔性钻具接头包括上接头筒体和下接头筒体；
所述上接头筒体的外径小于下接头筒体的外径，扶正套套设在与其适配的上接头筒体上，且扶正套绕上接头筒体可周向旋转。
作为本实用新型的一种改进，所述扶正套为锥形筒体，其外径自上而下逐渐减小。
作为本实用新型的一种改进，所述扶正套的顶端外径与圆形托盘外径相同并相互靠接，扶正套的底端外径与下接头筒体外径相同并相互靠接。
作为本实用新型的一种改进，所述扶正套的锥度a为4°。
作为本实用新型的一种改进，所述扶正套的内表面的表面粗糙度Ra小于0.4μm。
本实用新型的有益效果为：一种柔性钻具用高造斜率PDC钻头，接头体上设置的螺纹段与柔性钻具接头上接头筒体进行螺纹配合连接，扶正套可旋转地套设在上接头筒体上，即扶正套以上接头筒体为轴心可360°自由旋转，由旋转行进代替传统的滑动行进，降低了钻进阻力，减少了井壁的侧向反作用力，同时又起到钻头扶正器的作用，延长了钻头的使用寿命，降低了卡钻风险，且配合柔性钻具使用，大大地提高了柔性钻具的造斜率。
作为本实用新型的一种改进，所述扶正套为锥形筒体，其外径自上而下逐渐减小。扶正套通过设置为锥形筒体结构，进一步提高了柔性钻具的造斜率，更利于岩屑的返出。
作为本实用新型的一种改进，所述扶正套的顶端外径与圆形托盘外径相同并相互靠接，扶正套的底端外径与下接头筒体外径相同并相互靠接。整体结构平稳过渡，设计新颖，结构紧凑。
作为本实用新型的一种改进，所述扶正套的锥度a为4°。锥度太小不利于岩屑的返出，锥度太大，不利于结构整体的稳定性，扶正套的锥度a为4°，在保证整体结构稳定性的同时，且使岩屑顺利返出。
作为本实用新型的一种改进，所述扶正套的内表面的表面粗糙度Ra小于0.4μm，可使扶正套方便地实现360°自由旋转。
综上，本实用新型结构短小紧凑，制作方便，钻头转弯灵活，便于短距离造斜，造斜率高达30°/m，可在薄油层层内完成开窗、造斜，并沿着油层走向钻进100-200m水平段，其具有较高的柔性钻具造斜率及超短曲率半径。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的钻头体的结构示意图；
图3为本实用新型的扶正套的结构示意图。
图中，1、钻头体；11、圆形托盘；12、螺纹段；121、液体通道；13、水眼；14、刀翼；2、扶正套；21、上环面；22、下环面；3、柔性钻具接头；31、内螺纹孔。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
需要说明的是，本实用新型实施例中的上、下、内、外等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1、图2和图3所示，一种柔性钻具用高造斜率PDC钻头，它包括钻头体1和扶正套2，其中，钻头体1为现有部件，钻头体1包括自上而下依次设置的半球状冠部、圆形托盘11和螺纹段12，螺纹段12为外螺纹NC31扣型，其能够保证抗拉、抗扭强度的同时，形成较大的连通水眼13的液体通道121，螺纹段12与柔性钻具接头3内的内螺纹进行螺纹配合连接，用于将钻头体1与柔性钻具接头3连接；柔性钻具接头3包括上接头筒体和下接头筒体，上接头筒体和下接头筒体可采用一体式结构或焊接在一起的分体式结构，本实施例采用的为一体式铸造结构，本实用新型对其结构形式不作限制；半球状冠部上设有呈十字型相互交叉设置的4组刀翼14和4个圆形水眼13。
上接头筒体的外径小于下接头筒体的外径，扶正套2套设在与其适配的上接头筒体上，且扶正套2绕上接头筒体可周向旋转。
作为优选，扶正套2为锥形筒体，其外径自上而下逐渐减小，扶正套2的锥度a为3°～5°，优选为4°，扶正套2的顶端外径（如图3中的上环面21外径）与圆形托盘11外径相同并相互靠接，其直径与刀翼14外径一致，可有效对扶正器2起到保护作用，扶正套2的底端外径（如图3中的下环面22外径）与下接头筒体外径相同并相互靠接，柔性钻具接头3内的内螺纹孔31的长度大于与其配合的螺纹段12的长度，使扶正套2方便地限制在圆形托盘11和柔性钻具接头3的下接头筒体之间，结构简单，安装方便。
上述扶正套2的材质优选为42CrMo，其内外表面光滑，作为优选，其表面粗糙度Ra均小于0.4μm。
本实用新型的安装方法为：首先将扶正套2套设在柔性钻具接头3的上接头筒体上，再旋接钻头体1与柔性钻具接头3，使扶正套2的上环面21与圆形托盘11的下表面接触，扶正套2的下环面22与柔性钻具接头3的下接头筒体的上表面接触，即将扶正套2固定在圆形托盘11与下接头筒体之间，最后将后续柔性钻具及普通钻杆依次连接组合使用。
以上是对本实用新型所提供的一种柔性钻具用高造斜率PDC钻头进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (5)
1.一种柔性钻具用高造斜率PDC钻头，它包括钻头体（1），钻头体（1）由自上而下依次设置的半球状冠部、圆形托盘（11）和螺纹段（12），其特征在于：所述螺纹段（12）与柔性钻具接头（3）进行螺纹配合连接，柔性钻具接头（3）包括上接头筒体和下接头筒体；
所述上接头筒体的外径小于下接头筒体的外径，扶正套（2）套设在与其适配的上接头筒体上，且扶正套（2）绕上接头筒体可周向旋转。
2.根据权利要求1所述的一种柔性钻具用高造斜率PDC钻头，其特征在于：所述扶正套（2）为锥形筒体，其外径自上而下逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的一种柔性钻具用高造斜率PDC钻头，其特征在于：所述扶正套（2）的顶端外径与圆形托盘（11）外径相同并相互靠接，扶正套（2）的底端外径与下接头筒体外径相同并相互靠接。
4.根据权利要求2所述的一种柔性钻具用高造斜率PDC钻头，其特征在于：所述扶正套（2）的锥度a为4°。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种柔性钻具用高造斜率PDC钻头，其特征在于：所述扶正套（2）的内表面的表面粗糙度Ra小于0.4μm。
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