CN212958474U - 一种钻进复杂岩层的pdc钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钻进复杂岩层的PDC钻头，包括钻头基体，所述钻头基体内沿轴线开设有水道，所述钻头基体的顶部沿轴线设有球形基台，所述球形基台上沿轴线开设有第一水孔，所述第一水孔与水道连通，所述球形基台的顶部设有呈发射状分布的多个圆锥形切削齿；所述钻头本体的冠部位于球形基台的外侧间隔设有至少三组刀翼，并且相邻的两组刀翼之间形成排屑槽，所述刀翼的上端设有多个圆形切削齿和尖形切削齿，并且圆形切削齿和尖形切削齿的水平高度均低于圆锥形切削齿，所述刀翼的下端设有矩形切削齿，所述矩形切削齿的外缘与钻头基体的轴线平行。本实用新型结构合理，能适用于能够适应软、中、硬的各种地层，并且具有较高的钻进速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油装备技术领域，具体涉及一种钻进复杂岩层的PDC钻头。
背景技术
PDC钻头是依靠安装在钻头体上的切削齿切削地层的，在钻进地层时切削齿在钻压和扭矩作用下克服地层应力吃入地层并向前滑动，岩石在切削齿作用下沿其剪切方向破碎并产生塑性流动，这些破碎的岩石由泥浆带走，并从钻头与井壁间的环空涌出井口。
目前常用的PDC钻头主要有刀翼式结构和牙轮式结构，由于在地下岩层致密、坚硬情况复杂多变，钻进过程中需要更换不同类型的钻头才能取得理想的钻进冲击、破碎、研磨等效果，并且在一些复杂岩层的井底，如果不及时更换钻头会出现破碎效果差、钻进速度慢的问题，对于同一井孔内碰到多种复杂地层时频繁的更换钻头是会对破碎效果和钻进速度有所提升，但是频繁更换钻头也会导致工作周期增加。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种钻进复杂岩层的PDC钻头，其结构合理，能适用于能够适应软、中、硬的各种地层，并且具有较高的钻进速度。
本实用新型的技术方案是：
一种钻进复杂岩层的PDC钻头，包括钻头基体，所述钻头基体内沿轴线开设有水道；
所述钻头基体的顶部设有球形基台，所述球形基台与钻头基体位于同一轴线上，所述球形基台上沿轴线开设有第一水孔，所述第一水孔与水道连通，所述球形基台的顶部设有呈发射状分布的多个圆锥形切削齿；
所述钻头本体的冠部位于球形基台的外侧间隔设有至少三组刀翼，并且相邻的两组刀翼之间形成排屑槽，所述刀翼的上端设有多个圆形切削齿和尖形切削齿，并且圆形切削齿和尖形切削齿的水平高度均低于圆锥形切削齿，所述刀翼的下端设有矩形切削齿，所述矩形切削齿的外缘与钻头基体的轴线平行。
优选的，所述刀翼上的圆形切削齿和尖形切削齿间隔交替排列。
优选的，所述尖形切削齿的出露端高于圆形切削齿的出露端。
优选的，所述排屑槽内位于钻头基体的肩部位置开设有第二水孔，所述第二水孔与水道连通。
优选的，所述排屑槽内位于钻头基体的顶部位置开设有第三水孔，所述第三水孔与第二水孔连通。
本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：
通过在球形基台上分布的圆锥形切削齿，使钻头与井底岩层具有更小的接触面积，从而使钻头容易吃入各种硬度的岩层内，并且当球形基台部分吃入岩层后，位于刀翼上端的圆形切削齿和尖形切削齿对井壁进行扩孔，使井筒增加到需要的孔径，然后再由刀翼下端的矩形切削齿对井壁进行刮平和清理，整个钻进过程不需要更换其它类型的钻头就能取得理想的钻进效果；
通过在钻头上的这种布齿方式不仅能对软、中、硬的地层具有很好的钻进效果，还能对一些泥岩塑性、弹性较强的地质利用圆锥形切削齿和尖形切削齿的尖锐特性划入划破岩层，进而形成与钻头接触多个分割破裂环断面，然后再有圆齿和矩形齿发挥切削断面作用，从而起到综合切削破碎岩层达到更好的钻进效果。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型的主视结构示意图；
图3为本实用新型的俯视结构示意图；
图4为图3中沿A-A的剖面结构示意图；
图中：1、球形基台，2、圆锥形切削齿，3、钻头基体，4、第一水孔，5、刀翼，6、圆形切削齿，7、尖形切削齿，8、矩形切削齿，9、第二水孔，10、第三水孔，11、水道。
具体实施方式
下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
参照图1至图4所示，一种钻进复杂岩层的PDC钻头，包括钻头基体3，钻头基体3内沿轴线开设有水道10。
钻头基体3的顶部设有球形基台1，球形基台1与钻头基体3位于同一轴线上，球形基台1上沿轴线开设有第一水孔4，第一水孔4与水道10连通，球形基台1的顶部设有呈发射状分布的多个圆锥形切削齿2。
钻头本体的冠部位于球形基台1的外侧间隔设有至少三组刀翼5，并且相邻的两组刀翼5之间形成排屑槽。
排屑槽内位于钻头基体3的肩部位置开设有第二水孔9，第二水孔9与水道10连通，排屑槽内位于钻头基体3的顶部位置开设有第三水孔10，第三水孔10与第二水孔9连通，通过各个水孔和排屑槽的配合，将钻头磨碎的岩石向上排至钻头与井壁间的环空内，最后涌向井口。
刀翼5的上端设有多个圆形切削齿6和尖形切削齿7，并且圆形切削齿6和尖形切削齿7的水平高度均低于圆锥形切削齿2，刀翼5的下端设有矩形切削齿8，矩形切削齿8的外缘与钻头基体3的轴线平行。
另外，刀翼5上的圆形切削齿6和尖形切削齿7可以间隔交替排列，并且尖形切削齿7的出露端高于圆形切削齿6的出露端，通过间隔交替的排列方式可以使切削齿划入井壁并形成与钻头接触的多个分割环断面，从而通过增加钻头与井壁来提高钻进速度。
本实用新型通过在球形基台1上分布的圆锥形切削齿2，使钻头与井底岩层具有更小的接触面积，从而使钻头容易吃入各种硬度的岩层内；
并且当球形基台1部分吃入岩层后，位于刀翼5上端的圆形切削齿6和尖形切削齿7对井壁进行扩孔，使井筒增加到需要的孔径；
然后再由刀翼5下端的矩形切削齿8对井壁进行刮平和清理，整个钻进过程不需要更换其它类型的钻头就能取得理想的钻进效果。
通过在钻头上的这种布齿方式不仅能对软、中、硬的地层具有很好的钻进效果，还能对一些泥岩塑性、弹性较强的地质利用圆锥形切削齿2和尖形切削齿7的尖锐特性划入划破岩层，进而形成与钻头接触多个分割破裂环断面，然后再有圆齿和矩形齿发挥切削断面作用，从而起到综合切削破碎岩层达到更好的钻进效果。
本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种钻进复杂岩层的PDC钻头，包括钻头基体，所述钻头基体内沿轴线开设有水道，其特征在于：
所述钻头基体的顶部设有球形基台，所述球形基台与钻头基体位于同一轴线上，所述球形基台上沿轴线开设有第一水孔，所述第一水孔与水道连通，所述球形基台的顶部设有呈发射状分布的多个圆锥形切削齿；
所述钻头本体的冠部位于球形基台的外侧间隔设有至少三组刀翼，并且相邻的两组刀翼之间形成排屑槽，所述刀翼的上端设有多个圆形切削齿和尖形切削齿，并且圆形切削齿和尖形切削齿的水平高度均低于圆锥形切削齿，所述刀翼的下端设有矩形切削齿，所述矩形切削齿的外缘与钻头基体的轴线平行。
2.根据权利要求1所述的一种钻进复杂岩层的PDC钻头，其特征在于：所述刀翼上的圆形切削齿和尖形切削齿间隔交替排列。
3.根据权利要求2所述的一种钻进复杂岩层的PDC钻头，其特征在于：所述尖形切削齿的出露端高于圆形切削齿的出露端。
4.根据权利要求1所述的一种钻进复杂岩层的PDC钻头，其特征在于：所述排屑槽内位于钻头基体的肩部位置开设有第二水孔，所述第二水孔与水道连通。
5.根据权利要求4所述的一种钻进复杂岩层的PDC钻头，其特征在于：所述排屑槽内位于钻头基体的顶部位置开设有第三水孔，所述第三水孔与第二水孔连通。
Priority Applications (1)
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| CN202021354252.1U CN212958474U (zh) | 2020-07-11 | 2020-07-11 | 一种钻进复杂岩层的pdc钻头 |
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Publications (1)
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ID=75391351
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113216858A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-06 | 河北锐石钻头制造有限公司 | 一种高耐磨pdc钻头 |
| CN113250624A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-08-13 | 胜利油田海胜实业有限责任公司 | 一种用于泥灰岩勘探的便于导屑的pdc钻头 |
| CN113294096A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-24 | 河北锐石钻头制造有限公司 | 一种具有稳定工具面的定向钻井用pdc钻头 |
| CN113944431A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-01-18 | 成都迪普金刚石钻头有限责任公司 | 一种水力辅助破岩pdc钻头及辅助破岩方法 |
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2020
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