CN204920811U - 一种台阶式刀翼防泥包pdc钻头 - Google Patents

Abstract

一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头，包括PDC齿、钻头本体和接头，钻头本体安装在接头上，钻头本体由若干个刀翼、规径与喷嘴组成，刀翼按钻头旋转方向又分为前刀面与后刀面，PDC齿钎焊在刀翼顶部，两个相邻刀翼之间形成排屑槽，其特征在于，每个刀翼的排屑槽底部与钻头顶部PDC齿之间内陷形成凹槽，凹槽与PDC齿及包络PDC齿的钻头本体部分形成台阶。凹槽位于前刀面上，从排屑槽底部向钻头顶部PDC齿延伸，距离钻头顶部PDC齿的距离可根据钻头尺寸设置为3～60mm。台阶的高度可根据钻头尺寸设置为3～50mm。凹槽部分刀面与垂直方向呈0～15°角度。本钻头有利于防止钻进过程中的泥包，提高钻井作业效率。

Description

一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头

技术领域

本实用新型涉及石油天然气、地质勘探用钻探技术，尤其与一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头的结构有关。

背景技术

目前，在石油天然气、地质勘探等领域进行钻井作业中，使用PDC齿作为切削齿的回转钻进钻头(简称PDC钻头)应用很广泛。PDC钻头具有机械钻速高，钻头进尺寿命长等优点。PDC钻头多用于中软地层破碎岩石，在一些软泥岩地层或软硬交错的地层，此时容易吸水后水化膨胀，导致泥浆性能变差，同时切力上升且易发生井壁失稳，泥浆切力过高，容易伴随井壁掉块，导致岩屑堵在底部，泥浆密度与粘度增大，最终易导致PDC钻头发生泥包现象。经过优化调整后仍无法完全避免，从而最终导致机械钻速较低，钻井周期延长，钻井成本提升等不良影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头，解决上述现有技术的不足，有利于防止钻进过程中的泥包，提高钻井作业效率。

为了实现本实用新型的目的，拟采用以下技术：

一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头，包括PDC齿、钻头本体和接头，钻头本体安装在接头上，钻头本体由若干个刀翼、规径与喷嘴组成，刀翼按钻头旋转方向又分为前刀面与后刀面，PDC齿钎焊在刀翼顶部，两个相邻刀翼之间形成排屑槽，其特征在于，每个刀翼的排屑槽底部与钻头顶部PDC齿之间内陷形成凹槽，凹槽与PDC齿及包络PDC齿的钻头本体部分形成台阶。

进一步的，所述凹槽位于前刀面上。

进一步的，所述凹槽从排屑槽底部向钻头顶部PDC齿延伸，距离钻头顶部PDC齿的距离可根据钻头尺寸设置为3～60mm。

进一步的，所述台阶的高度可根据钻头尺寸设置为3～50mm。在保证刀翼强度与台阶强度的条件下，所述台阶越高，即凹槽越深，排屑槽横截面面积越大，整个钻头流道横截面面积越大。

进一步的，所述凹槽部分刀面与垂直方向呈0～15°角度，更加有利于排出岩屑。

上述技术方案的有益效果在于：由于钻头刀翼前刀面内陷形成台阶，泥浆从齿面流经排屑槽在台阶部分形成涡流，从而加剧水流脉动，对排屑槽冲刷效果更好且更易带走岩屑，有利于防止钻进过程中的泥包，提高钻井作业效率。

附图说明

图1示出了本实用新型的结构示意图。

图2示出了图1中B-B的剖面示意图。

图3示出了本实用新型的工作原理图。

其中，1为PDC齿，2为钻头本体，3为接头，21为刀翼，22为规径，23为喷嘴，211前刀面，212为后刀面，4为排屑槽，5为凹槽，6为台阶，7为井底岩石，8为流动方向。

具体实施方式

如图1～3所示，一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头，包括PDC齿1、钻头本体2和接头3，钻头本体2安装在接头3上，钻头本体2由若干个刀翼21、规径22与喷嘴23组成，刀翼21按钻头旋转方向又分为前刀面211与后刀面212，PDC齿1钎焊在刀翼21顶部，两个相邻刀翼21之间形成排屑槽4，每个刀翼21的排屑槽4底部与钻头顶部PDC齿1之间内陷形成凹槽5，凹槽5与PDC齿1及包络PDC齿1的钻头本体2部分形成台阶6。

具体的，所述凹槽(5)位于前刀面(211)上。

具体的，所述凹槽5从排屑槽4底部向钻头顶部PDC齿1延伸，距离钻头顶部PDC齿1的距离可根据钻头尺寸设置为3～60mm。

具体的，所述台阶6的高度可根据钻头尺寸设置为3～50mm。在保证刀翼21强度与台阶6强度的条件下，所述台阶6越高，即凹槽5越深，排屑槽4横截面面积越大，整个钻头流道横截面面积越大。

作为优选实施，所述凹槽5部分刀面与垂直方向呈0～15°角度，更加有利于排出岩屑。

工作原理：在钻头正常工况下，泥浆从钻头喷嘴23喷出冲刷钻头与井底岩石7，与井底岩屑混合，经钻头排屑槽4排出。由于钻头刀翼21前刀面211内陷形成凹槽5，从而形成台阶6，泥浆从齿面流经排屑槽4在台阶6与凹槽5位置形成涡流，从而加剧水流脉动，对排屑槽4冲刷效果更好，更易带走岩屑，有利于防止钻进过程中的泥包，提高钻井作业效率。

Claims (5)

1.一种台阶式刀翼防泥包PDC钻头，包括PDC齿(1)、钻头本体(2)和接头(3)，钻头本体(2)安装在接头(3)上，钻头本体(2)由若干个刀翼(21)、规径(22)与喷嘴(23)组成，刀翼(21)按钻头旋转方向又分为前刀面(211)与后刀面(212)，PDC齿(1)钎焊在刀翼(21)顶部，两个相邻刀翼(21)之间形成排屑槽(4)，其特征在于，每个刀翼(21)的排屑槽(4)底部与钻头顶部PDC齿(1)之间内陷形成凹槽(5)，凹槽(5)与PDC齿(1)及包络PDC齿(1)的钻头本体(2)部分形成台阶(6)。

2.根据权利要求1所述的台阶式刀翼防泥包PDC钻头，其特征在于，所述凹槽(5)从排屑槽(4)底部向钻头顶部PDC齿(1)延伸，距离钻头顶部PDC齿(1)的距离可根据钻头尺寸设置为3～60mm。

3.根据权利要求1所述的台阶式刀翼防泥包PDC钻头，其特征在于，所述台阶(6)的高度可根据钻头尺寸设置为3～50mm。

4.根据权利要求1所述的台阶式刀翼防泥包PDC钻头，其特征在于，所述凹槽(5)部分刀面与垂直方向呈0～15°角度。

5.根据权利要求1所述的台阶式刀翼防泥包PDC钻头，其特征在于，所述凹槽(5)位于前刀面(211)。