專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高造斜率pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種用于石油/天然氣開(kāi)采的PDC鉆頭，尤其涉及ー種高造斜率PDC鉆頭。
背景技術(shù)：
隨著石油開(kāi)發(fā)勘探技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的先進(jìn)工具目前應(yīng)用到石油鉆井作業(yè)中。PowerDrive Xceed是其中ー種具有內(nèi)部導(dǎo)向機(jī)制的完全旋轉(zhuǎn)的指向式鉆井系統(tǒng),PDC鉆頭是晶金剛石復(fù)合片鉆頭的簡(jiǎn)稱(chēng)，是石油鉆井行業(yè)常用的一種鉆井工具，其能夠幫助鉆井實(shí)現(xiàn)極大的狗腿度。但是當(dāng)海洋石油鉆井面臨更加復(fù)雜及曲率更高的井身結(jié)構(gòu)時(shí)，光依靠工具的能力不完全能夠滿足鉆井作業(yè)的要求。特別是如果工具配合的是傳統(tǒng)的常規(guī)roc鉆頭或者是傳統(tǒng)的定向鉆井鉆頭，那么工具的最佳性能將得不到發(fā)揮。目前在中國(guó)海洋石油開(kāi)采過(guò)程中，會(huì)經(jīng)常遇到過(guò)這樣的技術(shù)難題地層可鉆性很好，PDC鉆頭在地層中的鉆進(jìn) 速度ROP很快，但是因?yàn)樾枰?，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得很復(fù)雜而且井眼的曲率大，即使是使用先進(jìn)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)也難滿足要求，這就需要特殊改進(jìn)的PDC鉆頭與工具配合，才能實(shí)現(xiàn)更大的鉆井狗腿度和PDC鉆頭造斜能力。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供ー種高造斜率PDC鉆頭。本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型包括本體、接頭、刀翼、噴嘴、保徑塊和切削齒，所述保徑塊包括多個(gè)，均勻分布于所述本體的圓周面上；設(shè)靠近所述切削齒的一端為前端，靠近所述接頭的一端為后端，所述保徑塊的外表面由前表面和后表面構(gòu)成，所述前表面為圓柱面，所述后表面為圓錐面，所述后表面的后端與所述PDC鉆頭軸心之間的距離小于所述后表面的前端與所述PDC鉆頭軸心之間的距離。由于保徑塊的后表面為圓錐面，所以當(dāng)本實(shí)用新型配合PowerDrive Xceed工具エ作時(shí)，更多的側(cè)向切削力作用在鉆頭的外部切削齒上，而不是作用在保徑塊上，使得本實(shí)用新型具有更強(qiáng)的造斜能力，達(dá)到更大的鉆井狗腿度。當(dāng)本實(shí)用新型工作一段時(shí)間后，保徑塊的前表面段會(huì)產(chǎn)生一定的磨損，使該段保徑塊的直徑減小，低于鉆頭標(biāo)準(zhǔn)外徑，這樣會(huì)使更多的側(cè)向切削力作用在外側(cè)的切削齒上，本實(shí)用新型的側(cè)向切削能力會(huì)進(jìn)ー步增強(qiáng)。而當(dāng)保徑塊的前表面段進(jìn)ー步磨損時(shí)，保徑塊的后表面會(huì)更多的參與工作。這樣會(huì)確保整個(gè)保徑塊不至于磨損太嚴(yán)重。作為優(yōu)選，所述前表面的軸向長(zhǎng)度與所述保徑塊軸向總長(zhǎng)度之間的比例小于二分之一；所述后表面的錐度小于15°。進(jìn)一歩，設(shè)所述PDC鉆頭最低點(diǎn)到所述PDC鉆頭心部范圍之內(nèi)的切削齒為內(nèi)部切削齒，設(shè)所述PDC鉆頭最低點(diǎn)到所述PDC鉆頭外徑范圍之內(nèi)的切削齒為外部切削齒，所述內(nèi)部切削齒的后角大于所述外部切削齒的后角。[0010]本實(shí)用新型的有益效果在于使用時(shí)，本實(shí)用新型側(cè)向與井壁相接觸的面積較傳統(tǒng)鉆頭小，因而在同樣的工具側(cè)向驅(qū)動(dòng)カ下，本實(shí)用新型側(cè)向的切削齒會(huì)有更大的側(cè)向切削能力，因而能夠切削更多的側(cè)向井壁巖石；內(nèi)部切削齒的后角大于外部切削齒的后角的結(jié)構(gòu)，限制了本實(shí)用新型在軸向方向的切削能力，使得本實(shí)用新型在側(cè)向方向的切削能力增強(qiáng)，從而提高本實(shí)用新型的造斜能力。

圖I是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型去掉接頭后的主視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說(shuō)明如圖I和圖2所示，本實(shí)用新型包括本體3、接頭I、刀翼5、噴嘴4、保徑塊2和切削齒6，保徑塊2包括多個(gè)，均勻分布于本體3的圓周面上；設(shè)靠近切削齒6的一端為前端，靠近接頭I的一端為后端，保徑塊2的外表面由前表面8和后表面7構(gòu)成，前表面8為圓柱面，后表面7為圓錐面，后表面7的后端與本實(shí)用新型軸心之間的距離小于后表面7的前端與本實(shí)用新型軸心之間的距離。如圖2所示，前表面8的軸向長(zhǎng)度wl與保徑塊2的軸向總長(zhǎng)度w2之間的比例小于二分之一；后表面7的錐度α小于15°。如圖I和圖2所示，設(shè)本實(shí)用新型最低點(diǎn)到本實(shí)用新型心部范圍之內(nèi)的切削齒6為內(nèi)部切削齒，設(shè)本實(shí)用新型最低點(diǎn)到本實(shí)用新型外徑范圍之內(nèi)的切削齒6為外部切削齒，內(nèi)部切削齒的后角大于外部切削齒的后角。如圖I和圖2所示,使用時(shí),用接頭I與PowerDrive Xceed工具連接工作,更多的側(cè)向切削力作用在外部切削齒上，而不是作用在保徑塊2上，使得本實(shí)用新型具有更強(qiáng)的造斜能力，達(dá)到更大的鉆井狗腿度。當(dāng)本實(shí)用新型工作一段時(shí)間后，保徑塊2的前表面8所在前段會(huì)產(chǎn)生一定的磨損，使該段保徑塊2的直徑減小，低于鉆頭標(biāo)準(zhǔn)外徑，這樣會(huì)使更多的側(cè)向切削力作用在外側(cè)的切削齒6上，本實(shí)用新型的側(cè)向切削能力會(huì)進(jìn)ー步增強(qiáng)。而當(dāng)保徑塊2的前表面8所在前段進(jìn)ー步磨損時(shí)，保徑塊2的后表面7會(huì)更多的參與工作。這樣會(huì)確保整個(gè)保徑塊2不至于磨損太嚴(yán)重。
權(quán)利要求1.ー種高造斜率PDC鉆頭，包括本體、接頭、刀翼、噴嘴、保徑塊和切削齒，所述保徑塊包括多個(gè)，均勻分布于所述本體的圓周面上；其特征在于設(shè)靠近所述切削齒的一端為前端，靠近所述接頭的一端為后端，所述保徑塊的外表面由前表面和后表面構(gòu)成，所述前表面為圓柱面，所述后表面為圓錐面，所述后表面的后端與所述PDC鉆頭軸心之間的距離小于所述后表面的前端與所述PDC鉆頭軸心之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高造斜率PDC鉆頭，其特征在于所述前表面的軸向長(zhǎng)度與所述保徑塊軸向總長(zhǎng)度之間的比例小于二分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高造斜率PDC鉆頭，其特征在于所述后表面的錐度小于15。。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高造斜率PDC鉆頭，其特征在于設(shè)所述PDC鉆頭最低點(diǎn)到所述PDC鉆頭心部范圍之內(nèi)的切削齒為內(nèi)部切削齒，設(shè)所述PDC鉆頭最低點(diǎn)到所述PDC鉆頭外徑范圍之內(nèi)的切削齒為外部切削齒，所述內(nèi)部切削齒的后角大于所述外部切削齒的后角。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高造斜率PDC鉆頭，包括本體、接頭、刀翼、噴嘴、保徑塊和切削齒，所述保徑塊包括多個(gè)，均勻分布于所述本體的圓周面上；設(shè)靠近所述切削齒的一端為前端，靠近所述接頭的一端為后端，所述保徑塊的外表面由前表面和后表面構(gòu)成，所述前表面為圓柱面，所述后表面為圓錐面，所述后表面的后端與所述PDC鉆頭軸心之間的距離小于所述后表面的前端與所述PDC鉆頭軸心之間的距離。使用時(shí)，本實(shí)用新型側(cè)向與井壁相接觸的面積較傳統(tǒng)鉆頭小，因而在同樣的工具側(cè)向驅(qū)動(dòng)力下，本實(shí)用新型側(cè)向的切削齒會(huì)有更大的側(cè)向切削能力，因而能夠切削更多的側(cè)向井壁巖石。
文檔編號(hào)E21B10/54GK202645438SQ20122031572
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者閉磊, 趙同堅(jiān), 饒巖巖, 貟延鳳 申請(qǐng)人:成都百施特金剛石鉆頭有限公司