專利名稱：力平衡pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油天然氣鉆井鉆頭，尤其是一種由鉆頭基體、PDC切削齒、 噴嘴和排屑槽組成的力平衡PDC鉆頭。
背景技術(shù)：
由于PDC鉆頭在軟到中硬地層中具有機械鉆速快、壽命長、進尺多的優(yōu)點， 所以在石油天然氣鉆井中被廣泛應(yīng)用。目前在用PDC鉆頭的布齒方法一般是在 同一鉆頭半徑位置布置1顆PDC切削齒，通過調(diào)整PDC切削齒的周向角、裝配 角、齒前角和側(cè)轉(zhuǎn)角來降低鉆頭的切削不平衡力，但是，這種布齒方法不能夠 將鉆頭的切削不平衡力降低到較低的程度，因此PDC鉆頭在鉆進過程中容易發(fā) 生回旋振動，導(dǎo)致PDC切削齒先期損壞，從而縮短PDC鉆頭的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠防止回旋振動的力平衡PDC鉆頭。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的力平衡PDC鉆頭主要由鉆頭基體、PDC切削 齒、噴嘴和排屑槽組成，在鉆頭基體的每一個布齒的鉆頭半徑位置都布置多于1 顆的PDC切削齒，處于同一鉆頭半徑位置的PDC切削齒沿周向均勻分布，而且 具有相同的幾何尺寸、相同的出露高度、相同的裝配角、齒前角和側(cè)轉(zhuǎn)角。
本發(fā)明的力平衡PDC鉆頭，可以在鉆頭基體的每一個布齒的鉆頭半徑位置 都布置2顆PDG切削齒。
采用這樣的布齒方式后，處于同一鉆頭半徑位置的每顆PDC切削齒的切削 巖石的面積都是相等的，所以它們受到的切向力和徑向力的大小也都相等，但 它們受到的切向力的矢量相加和徑向力的矢量相加都等于零。由于在鉆頭基體 的每一個布齒的鉆頭半徑位置上都沿周向均勻布置了多于1顆的PDC切削齒， 所以鉆頭基體上全部PDC切削齒受到的切向力的矢量相加和徑向力的矢量相加 都等于零，因此鉆頭基體上全部PDC切削齒受到的切向力和徑向力的矢量相加也等于零。由于鉆頭的切削不平衡力是由PDC切削齒在切削巖石的過程中受到 的切向力和徑向力產(chǎn)生的，其矢量值就等于鉆頭基體上全部PDC切削齒受到的 切向力和徑向力的矢量和，所以本發(fā)明的切削不平衡力等于零，實現(xiàn)了力平衡 設(shè)計。由于PDC鉆頭的回旋振動是由鉆頭的切削不平衡力引起的，所以本發(fā)明 在鉆進過程中能夠防止回旋振動，避免PDC切削齒先期損壞，從而能夠延長自 身的使用壽命。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
圖1是本發(fā)明力平衡PDC鉆頭一種實施方式的PDC切削齒布置示意圖。
具體實施例方式
圖1所示的力平衡PDC鉆頭，主要由鉆頭基體1、 PDC切削齒2、噴嘴3和 排屑槽4組成，在每一個布齒的鉆頭半徑位置都布置了2顆PDC切削齒2，這2 顆PDC切削齒2在周向上相差180。，而且具有相同的幾何尺寸、相同的出露高 度和相同的裝配角、齒前角、側(cè)轉(zhuǎn)角。
在使用時，首先把圖1所示的力平衡PDC鉆頭與其它井下工具連接起來， 一同下入井底，然后開泵循環(huán)鉆井液并加壓旋轉(zhuǎn)鉆進。在鉆進過程中，從噴嘴3 噴射出的鉆井液不斷通過排屑槽4將由PDC切削齒2切削掉的巖屑排放到井眼 環(huán)形空間內(nèi)。由于在鉆頭基體1的每一個布齒的鉆頭半徑位置都布置了 2顆PDC 切削齒2，這2顆PDC切削齒2在周向上相差180° ，而且具有相同的幾何尺寸、 相同的出露高度和相同的裝配角、齒前角、側(cè)轉(zhuǎn)角，所以圖1所示的力平衡PDC 鉆頭的切削不平衡力等于零，在鉆進過程中能夠防止回旋振動，避免PDC切削 齒2先期損壞，從而能夠延長自身的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種力平衡PDC鉆頭，主要由鉆頭基體(1)、PDC切削齒(2)、噴嘴(3)和排屑槽(4)組成，其特征是在鉆頭基體(1)的每一個布齒的鉆頭半徑位置都布置多于1顆的PDC切削齒(2)，處于同一鉆頭半徑位置的PDC切削齒(2)沿周向均勻分布，而且具有相同的幾何尺寸、相同的出露高度、相同的裝配角、齒前角和側(cè)轉(zhuǎn)角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的力平衡PDC鉆頭，其特征是鉆頭基體(1)的每 一個布齒的鉆頭半徑位置都布置2顆PDC切削齒(2)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于石油天然氣鉆井的力平衡PDC鉆頭，主要由鉆頭基體、PDC切削齒、噴嘴和排屑槽組成，在同一個鉆頭半徑位置上布置多于1顆的PDC切削齒，處于同一鉆頭半徑位置的PDC切削齒沿周向均勻分布，實現(xiàn)了力平衡設(shè)計。本發(fā)明在鉆進過程中能夠防止回旋振動，避免PDC切削齒先期損壞，從而能夠延長自身的使用壽命。
文檔編號E21B10/46GK101525980SQ200810014329
公開日2009年9月9日 申請日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月4日
發(fā)明者潘信眾, 王明瑞, 王玉功, 王福修, 勇 趙, 巍 邱 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院