專利名稱：一種適應(yīng)多種地層鉆進(jìn)的pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鉆頭技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種適應(yīng)多種地層鉆進(jìn)的roc鉆頭。
技術(shù)背景PDC(Polycrystalline Diamond Compact bit)鉆頭是為中國石油天然氣集團(tuán)公司、中國石油化工集團(tuán)公司、中國海洋石油集團(tuán)公司在陸地和海洋進(jìn)行石油鉆探的重要工具。是上世紀(jì)末我國引進(jìn)的高技術(shù)產(chǎn)品，在均質(zhì)軟到中硬地層鉆井使用，具有速度快、壽命長、單位進(jìn)尺成本底等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)PDC鉆頭生產(chǎn)企業(yè)基本掌握了設(shè)計和制造技術(shù)，但由于科研投入遠(yuǎn)不及國外公司，開發(fā)新產(chǎn)品的能力有限，無論從可靠性、適應(yīng)性還是從鉆井性能上都與世界先進(jìn)水平有較大差距。目前PDC鉆頭只能有效地鉆進(jìn)均質(zhì)軟到中硬地層，不同型號的鉆頭適應(yīng)于不同的地層，鉆頭的選型直接制約著機(jī)械鉆速和鉆井進(jìn)尺，也直接關(guān)系到鉆井成本，很難找到一種適應(yīng)性較廣的鉆頭，主要原因其一是鉆頭在井底穩(wěn)定性、適應(yīng)性，軸向振動、扭轉(zhuǎn)振動、橫向振動和渦動引起的沖擊波遭遇堅硬巖層后使鉆頭PDC切削齒碎裂；其二是高接觸壓力和高研磨導(dǎo)致PDC切削齒與巖石相互作用面上的摩擦溫度升高，致使金剛石碳化衰變，切削性能急劇下降進(jìn)而直接影響鉆頭壽命。因此，如何減少鉆頭的振動，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供了一種適應(yīng)多種地層鉆進(jìn)的PDC鉆頭，以減少鉆頭的振動。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案一種適應(yīng)多種地層鉆進(jìn)的PDC鉆頭，包括安裝部和工作部，所述工作部上設(shè)有多個螺旋布置的刀翼。優(yōu)選地，在上述PDC鉆頭中，所述刀翼為五個。優(yōu)選地，在上述PDC鉆頭中，所述刀翼上的主切削齒后側(cè)設(shè)有一排輔助切削齒。優(yōu)選地，在上述PDC鉆頭中，所述工作部上開設(shè)有多個不對稱分布的噴嘴。優(yōu)選地，在上述PDC鉆頭中，各個所述噴嘴的直徑不同。從上述的技術(shù)方案可以看出，本實用新型提供的PDC鉆頭，通過采用螺旋布置的刀翼設(shè)計可分散鉆頭鉆進(jìn)時因切削地層產(chǎn)生的指向井壁的切削力，從而減少鉆頭回旋運(yùn)動的次數(shù)，降級鉆頭振動。

圖I為本實用新型實施例提供的PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型公開了一種適應(yīng)多種地層鉆進(jìn)的PDC鉆頭，以減少鉆頭的振動。下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。請參閱圖1，圖I為本實用新型實施例提供的PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型實施例提供的PDC鉆頭，包括安裝部I和工作部，其中，所述工作部上設(shè)有多個2螺旋布置的刀翼2。本實用新型提供的PDC鉆頭，通過采用螺旋布置的刀翼2設(shè)計可分散鉆頭鉆進(jìn)時因切削地層產(chǎn)生的指向井壁的切削力，從而減少鉆頭回旋運(yùn)動的次數(shù)，降級鉆頭振動。本實用新型還可采用力平衡設(shè)計，以顯著降低由鉆頭切削作用產(chǎn)生的井下振動，增加鉆頭的穩(wěn)定性。在本實施例中，所述刀翼2為五個，當(dāng)然根據(jù)實際需要，還可將刀翼2設(shè)計為其它數(shù)量，本實用新型不做限定。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，所述刀翼2上的主切削齒3后側(cè)設(shè)有一排輔助切削齒。本實用新型還可同時在刀翼2上的主切削齒3后側(cè)設(shè)置一排輔助切削齒和硬質(zhì)合金穩(wěn)定元件，這種混合切削結(jié)構(gòu)，有利于減少切削齒的沖擊負(fù)荷，保護(hù)切削齒。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，所述工作部上開設(shè)有多個不對稱分布的噴嘴4，各個所述噴嘴4的直徑不同。鉆頭上多個噴嘴4在井底形成復(fù)雜流場，多股射流的相互干擾，消弱了漫流層的厚度，減小了漫流速度。本實用新型不對稱布置噴嘴位置，且噴嘴直徑不同，使水力射流在井底形成壓力梯次，加快漫流速度，加速巖屑運(yùn)移，充分冷卻切削齒。綜合研究金剛石對接面設(shè)計，金剛石頂面厚度以及邊沿幾何形狀，更新了 PDC片的制造工藝，進(jìn)而將耐沖擊和耐磨蝕提高到一個新水平，本實用新型的鉆頭設(shè)計減輕了鉆頭的振動程度，提高了對渦動的抗力。本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點(diǎn)說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種適應(yīng)多種地層鉆進(jìn)的PDC鉆頭，包括安裝部(1)和工作部，其特征在于，所述工作部上設(shè)有多個(2)螺旋布置的刀翼(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的PDC鉆頭，其特征在于，所述刀翼⑵為五個。
3.如權(quán)利要求1所述的PDC鉆頭，其特征在于，所述刀翼(2)上的主切削齒(3)后側(cè)設(shè)有一排輔助切削齒。
4.如權(quán)利要求I所述的roc鉆頭，其特征在于，所述工作部上開設(shè)有多個不對稱分布的噴嘴⑷。
5.如權(quán)利要求4所述的PDC鉆頭，其特征在于，各個所述噴嘴(4)的直徑不同。
專利摘要本實用新型公開的是一種適應(yīng)多種地層鉆進(jìn)的PDC鉆頭，包括安裝部和工作部，所述工作部上設(shè)有多個螺旋布置的刀翼。本實用新型提供的PDC鉆頭，通過采用螺旋布置的刀翼設(shè)計可分散鉆頭鉆進(jìn)時因切削地層產(chǎn)生的指向井壁的切削力，從而減少鉆頭回旋運(yùn)動的次數(shù)，降級鉆頭振動。
文檔編號E21B10/42GK202659155SQ20122022476
公開日2013年1月9日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者王書桂, 任志坤, 崔明生, 王亮, 王福強(qiáng) 申請人:河北銳石鉆頭制造有限公司