一種適用定向鉆進的pdc鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種適用定向鉆進的PDC鉆頭，以鉆頭基體的中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)分布有5排主PDC切削齒，以其中一排主PDC切削齒沿鉆頭基體的徑向的基線為基準(zhǔn)，另外4排主PDC切削齒沿鉆頭基體的徑向的基線與基準(zhǔn)之間沿逆時針方向的夾角依次為65°、134°、214°、278°，對應(yīng)于每排主PDC切削齒、在每個主刀翼上均設(shè)有一排輔助PDC切削齒和硬質(zhì)合金穩(wěn)定元件，主刀翼的橫截面呈向外凸起的圓弧狀結(jié)構(gòu)，在圓弧狀結(jié)構(gòu)最先吃入地層的部分設(shè)有外圓錐角。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，采用力平衡設(shè)計，能夠有效減緩振動，提高鉆頭的工作穩(wěn)定性，同時通過增設(shè)的輔助PDC切削齒，能提高切削的效率。
【專利說明】一種適用定向鉆進的PDC鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及PDC鉆頭的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種適用定向鉆進的PDC鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在公知的【技術(shù)領(lǐng)域】，PDC鉆頭是為中國石油天然氣集團公司、中國石油化工集團公司、中國海洋石油集團公司在陸地和海洋進行石油鉆探的重要工具。是上世紀(jì)末我國引進的高技術(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、單位進尺成本底等優(yōu)點。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水平有較大差距。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種適用定向鉆進的PDC鉆頭。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種適用定向鉆進的PDC鉆頭，包括鉆頭安裝座和鉆頭基體，在所述鉆頭基體上設(shè)有多排主PDC切削齒，每排主PDC切削齒分別設(shè)置在相對應(yīng)的主刀翼上，在所述鉆頭基體上鑲嵌有多個噴嘴，以所述鉆頭基體的中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)分布有5排主PDC切削齒，以其中一排主PDC切削齒沿鉆頭基體的徑向的基線為基準(zhǔn)，另外4排主PDC切削齒沿鉆頭基體的徑向的基線與基準(zhǔn)之間沿逆時針方向的夾角依次為65°、134°、214°、278°，對應(yīng)于每排主PDC切削齒、在每個主刀翼上均設(shè)有一排輔助PDC切削齒和硬質(zhì)合金穩(wěn)定元件，所述主刀翼的橫截面呈向外凸起的圓弧狀結(jié)構(gòu)，在所述圓弧狀結(jié)構(gòu)最先吃入地層的部分設(shè)有外圓錐角。
[0005]進一步的，作為一種具體的實施方式，本實用新型中至少有兩個噴嘴的直徑大小
不一致。
[0006]本實用新型的有益效果是:本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，采用力平衡設(shè)計，能夠有效減緩振動，提高鉆頭的工作穩(wěn)定性，同時通過增設(shè)的輔助PDC切削齒，能提高切削的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0008]圖1是本實用新型的鉆頭的剖視圖；
[0009]圖2是本實用新型的鉆頭冠部端面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本實用新型的中主刀翼的剖視圖；
[0011]圖中:1.鉆頭安裝座，2.鉆頭基體，3.主PDC切削齒，4.噴嘴，5.輔助PDC切削齒，
6.主刀翼，7.外圓錐角。
【具體實施方式】
[0012]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0013]如圖1、圖2和圖3所示的本實用新型一種適用定向鉆進的PDC鉆頭的優(yōu)選實施例，包括鉆頭安裝座I和鉆頭基體2，在所述鉆頭基體2上設(shè)有多排主PDC切削齒3，每排主PDC切削齒3分別設(shè)置在相對應(yīng)的主刀翼6上，在所述鉆頭基體2上鑲嵌有多個噴嘴4，以所述鉆頭基體2的中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)分布有5排主PDC切削齒3，以其中一排主PDC切削齒3沿鉆頭基體2的徑向的基線為基準(zhǔn)，另外4排主PDC切削齒3沿鉆頭基體2的徑向的基線與基準(zhǔn)之間沿逆時針方向的夾角依次為65°、134°、214°、278°，對應(yīng)于每排主I3DC切削齒3、在每個主刀翼6上均設(shè)有一排輔助PDC切削齒5和硬質(zhì)合金穩(wěn)定兀件,所述主刀翼6的橫截面呈向外凸起的圓弧狀結(jié)構(gòu)，在所述圓弧狀結(jié)構(gòu)最先吃入地層的部分設(shè)有外圓錐角7。
[0014]至少有兩個噴嘴4的直徑大小不一致，且為非對稱式設(shè)計。
[0015]本實施例具有如下特點:
[0016](I)力平衡設(shè)計:經(jīng)過試驗設(shè)計的不均式的力平衡設(shè)計可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；
[0017](2)刀翼的弧線設(shè)計:適宜刀翼弧線設(shè)計，可在鉆進時形成良好的工具面，并且有利于巖屑迅速脫離井底，還可分散鉆頭鉆進時因切削地層產(chǎn)生的指向井壁的切削力。
[0018](3)適合的切削角度和混合加密布齒設(shè)計:即在合適角度的主PDC切削齒后面加裝一排PDC切削齒和硬質(zhì)合金穩(wěn)定元件；
[0019](4)不對稱射流的水力學(xué)設(shè)計；鉆頭上多個噴嘴射流在井底形成復(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，本方案中水力設(shè)計按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，加速巖屑運移，充分冷卻切削齒。
[0020]以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種適用定向鉆進的PDC鉆頭，包括鉆頭安裝座(I)和鉆頭基體(2)，在所述鉆頭基體(2)上設(shè)有多排主PDC切削齒(3)，每排主PDC切削齒(3)分別設(shè)置在相對應(yīng)的主刀翼(6)上，在所述鉆頭基體(2)上鑲嵌有多個噴嘴(4)，其特征在于:以所述鉆頭基體(2)的中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)分布有5排主PDC切削齒(3)，以其中一排主PDC切削齒(3)沿鉆頭基體⑵的徑向的基線為基準(zhǔn)，另外4排主PDC切削齒(3)沿鉆頭基體⑵的徑向的基線與基準(zhǔn)之間沿逆時針方向的夾角依次為65°、134°、214°、278°，對應(yīng)于每排主I3DC切削齒(3)、在每個主刀翼(6)上均設(shè)有一排輔助PDC切削齒(5)和硬質(zhì)合金穩(wěn)定元件，所述主刀翼(6)的橫截面呈向外凸起的圓弧狀結(jié)構(gòu)，在所述圓弧狀結(jié)構(gòu)最先吃入地層的部分設(shè)有外圓錐角⑵。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用定向鉆進的PDC鉆頭，其特征在于:至少有兩個噴嘴(4)的直徑大小不一致。
【文檔編號】E21B10/46GK203584312SQ201320670256
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】任志坤, 崔明生, 王書桂 申請人:河北銳石鉆頭制造有限公司