專利名稱：一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的pdc鉆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，廣泛應用于深井、大斜度井、大位移井、水平井、分支井的防斜打直。
背景技術：
為了更好地解決石油勘探開發(fā)過程中的直井防斜問題，國內不少油田采用了垂直鉆井系統(tǒng)進行防斜打直，并且取得了良好的防斜打直效果。然而，垂直鉆井系統(tǒng)在研磨性強、可鉆性差、高陡構造地層的提速效果并不是很明顯。主要是由于與垂直鉆井系統(tǒng)配合的PDC鉆頭結構設計針對性不強，忽略了垂直鉆井系統(tǒng)對PDC鉆頭的設計要求，導致鉆井提速效果受到了限制。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構設計更加合理，能夠與垂直鉆井系統(tǒng)相配合的PDC鉆頭。為解決上述技術問題，本實用新型的一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭主要包括:流道、排屑槽、噴嘴、鉆頭基體、副刀翼和主刀翼組成，鉆頭基體上設有副刀翼和主刀翼，流道位于副刀翼和主刀翼之間，排屑槽由鉆頭基體外側介于副刀翼和主刀翼之間的空腔構成，噴嘴鑲裝在鉆頭基體上，副刀翼和主刀翼上設置有切削齒，主刀翼下部設有短保徑塊，所述短保徑塊表面均勻地分布有金剛石，同時由于副刀翼下端沒有設置短保徑塊，這樣能夠增大鉆頭基體與副刀翼之間所形成排屑槽的過流面積，減少泥包現(xiàn)象發(fā)生。進一步的，所述副刀翼和主刀翼大小不等并且非對稱設計，有利于保證鉆頭的穩(wěn)定性，延長鉆頭的使用壽命，提高井身質量。進一步的,所述鉆頭基體整體與短接頭焊接成一體。更進一步的，所述短保徑塊的邊緣分布有側向切削齒。本實用新型的有益效果:采用短保徑塊設計可降低保徑支撐阻力，提高轉向和受到動力鉆具側向推動時的敏感性；在短保徑塊邊緣設置側向切削齒，確保鉆頭在具有動態(tài)側向力的條件下，對井眼低邊同樣具有攻擊能力，提高了切削齒切削巖石的效率；短接頭設計可縮短垂直鉆井系統(tǒng)推塊到鉆頭基體及工作表面的距離，有利于提高垂直鉆井系統(tǒng)推靠鉆頭的效率，加快鉆頭形成降斜率。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭端面示意圖。圖2是
圖1中A-A方向的結構示意圖。
具體實施方式
[0012]參照
圖1、圖2所示，一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，主要由流道1、排屑槽2、噴嘴3、鉆頭基體4、副刀翼5和主刀翼6組成，鉆頭基體4上設有副刀翼5和主刀翼6，所述副刀翼5和主刀翼6大小不同并且非對稱設計，有利于保證鉆頭的穩(wěn)定性，延長鉆頭的使用壽命，提高井身質量；流道I位于副刀翼5和主刀翼6之間，排屑槽2由鉆頭基體4外側介于副刀翼5和主刀翼6之間的空腔構成，噴嘴3鑲裝在鉆頭基體4上，副刀翼5和主刀翼6上設置有切削齒7，其中主刀翼6上的切削齒承擔鉆進初期的井底造型，用來擠碎巖芯便于其他切削齒進一步切削巖石；副刀翼上的切削齒在鉆進過程中起著輔助切削的作用，主刀翼6下部設有短保徑塊8，所述短保徑塊8表面均勻地分布有金剛石11，短保徑塊8的邊緣分布有側向切削齒10，所述側向切削齒10可以在確保鉆頭具有動態(tài)側向力的條件下，對井眼低邊巖石同樣具有攻擊能力，提高了切削齒切削巖石的效率，同時由于副刀翼5下端沒有短保徑塊8能夠增大鉆頭基體4與副刀翼所形成排屑槽的過流面積，減少泥包現(xiàn)象發(fā)生；鉆頭基體4整體與短接頭9焊接成一體。在采用垂直鉆井系統(tǒng)進行防斜打直鉆進時，首先把PDC鉆頭與垂直鉆井系統(tǒng)以及相應的鉆具組合連接起來，一起下入井底，然后開泵循環(huán)鉆井液并加壓旋轉鉆進，在旋轉鉆進過程中，PDC鉆頭的短保徑塊可降低保徑支撐阻力，提高轉向和受到動力鉆具側向推動時的敏感性；短保徑段的側向切削齒可以在確保鉆頭具有動態(tài)側向力的條件下，對井眼低邊巖石同樣具有攻擊能力，這樣就提高了切削齒切削巖石的效率；短接頭設計縮短了垂直鉆井系統(tǒng)推塊到鉆頭基體及工作表面的距離，提高了垂直鉆井系統(tǒng)推靠鉆頭的效率，加快鉆頭形成降斜率；而垂直鉆井系統(tǒng)在高陡構造地層中則會自動重復追蹤井斜變化，自動設定和調整工具側向力，使井眼軌跡迅速恢復垂直狀態(tài)，有效地解決了防斜和加大鉆壓之間的矛盾，較大幅度地提高了機械鉆速。
權利要求1.一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，包括流道(I)、排屑槽(2)、噴嘴(3)和鉆頭基體(4)，所述鉆頭基體(4)上設有副刀翼(5)和主刀翼(6)，所述流道(I)位于副刀翼(5)和主刀翼(6)之間，所述排屑槽(2)由鉆頭基體(4)外側介于副刀翼(5)和主刀翼(6)之間的空腔構成，所述噴嘴(3)鑲裝在所述鉆頭基體(4)上，所述副刀翼(5)和所述主刀翼(6)上設置有切削齒(7)，其特征在于:所述主刀翼(6)下部設有短保徑塊(8)，所述短保徑塊(8)表面均勻地分布有金剛石(11)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，其特征在于:所述副刀翼(5)和所述主刀翼(6)大小不等并且為非對稱設計。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，其特征在于:所述鉆頭基體(4)整體與短接頭(9)焊接成一體。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭，其特征在于:所述短保徑塊(8)的邊緣分布有側向切削齒(10)。
專利摘要本實用新型提供一種適合垂直鉆井系統(tǒng)的PDC鉆頭主要包括流道、排屑槽、噴嘴、鉆頭基體、副刀翼和主刀翼組成，鉆頭基體上設有副刀翼和主刀翼，流道位于副刀翼和主刀翼之間，排屑槽由鉆頭基體外側介于副刀翼和主刀翼之間的空腔構成，噴嘴鑲裝在鉆頭基體上，副刀翼和主刀翼上設置有切削齒，主刀翼下部設有短保徑塊，所述短保徑塊表面均勻地分布有金剛石，同時由于副刀翼下端沒有設置短保徑塊，本實用新型結構設計更加合理，能夠與垂直鉆井系統(tǒng)相配合的PDC鉆頭。
文檔編號E21B10/43GK203066867SQ201220739399
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)明者韋忠良, 曾義根, 崔偉 申請人:常州大學