一種雙級切削pdc鑽頭的製作方法

2023-06-03 13:33:16

專利名稱：一種雙級切削pdc鑽頭的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於石油及地質鑽井PDC鑽頭的結構改進。
PDC鑽頭在均質的軟～中硬地層中具有機械鑽速快、壽命長、進尺多等優點，大直徑PDC切削件鑽頭在極軟～中地層中性能更優越。然而，目前在用的常規大直徑PDC切削件鑽頭存在著成本較高的不足(因為PDC切削件的本身成本隨尺寸的增大而成數倍的增長。)，其機械鑽速也有待提高。
本實用新型的目的是提供一種成本較低且機械鑽速更高的雙級切削PDC鑽頭。本實用新型主要由鑽頭體、大直徑PDC切削件、小直徑PDC切削件和噴嘴組成；用一定數量的小直徑PDC切削件代替部分大直徑PDC切削件，且小直徑PDC切削件的出露高度低於大直徑PDC切削件；大直徑PDC切削件的排布密度很小，但能完全覆蓋井底，其大、小PDC切削件總的井底覆蓋係數與常規大直徑PDC切削件鑽頭相當。
本實用新型採用大、小PDC切削件混合鑲裝，形成兩級切削結構，第一級為大直徑PDC切削件，第二級為小直徑PDC切削件，且第一級切削結構的出露高於第二級切削結構。由於本實用新型採用一定數量的小直徑PDC切削件代替了部分大直徑PDC切削件，而小直徑PDC切削件的成本遠小於大直徑PDC切削件，因而鑽頭成本大幅度下降。鑽頭在初始狀態，參與切削地層的僅僅是第一級切削結構大直徑PDC切削件，此時相當於一個布齒密度很低的鑽頭，因而其機械鑽速高於常規大直徑切削件PDC鑽頭。在鑽頭進入使用後期，第二級切削結構小直徑PDC切削件開始參與切削地層，此時的機械鑽速與常規大直徑PDC切削件鑽頭相當。綜合起來，本實用新型既降低了製造成本，又提高了總平均機械鑽速。因此，使用本實用新型鑽井可獲得顯著經濟效益。
說明書附圖圖1．一種雙級切削PDC鑽頭頂視圖圖2．一種雙級切削PDC鑽頭井底切削包絡線


1．鑽頭體2．大直徑PDC切削件3．小直徑PDC切削件4．噴嘴現結合說明書附圖對本實用新型作進一步的描述本實用新型象常規大直徑PDC切削件鑽頭一樣適應於鑽極軟～中地層。在鑽井過程中，首先把本實用新型與其它井下工具連接起來，下入井底。然後，開泵循環鑽井液並加鑽壓旋轉鑽進。由於本實用新型採用雙級切削結構，且第一級的出露高於第二級，因此在使用初期，只有第一級切削結構大直徑PDC切削件[2]參與切削地層，又因為大直徑PDC切削件[2]本身的井底覆蓋係數小於常規大直徑PDC切削件鑽頭，因此，此時本實用新型的機械鑽速高於常規大直徑PDC切削件鑽頭。當本實用新型進入使用後期，第一級切削結構大直徑PDC切削件[2]出現較大磨損時，第二級切削結構小直徑PDC切削件[3]開始參與切削地層，從而保證本實用新型具有較長的使用壽命，而此時本實用新型全部切削件的井底覆蓋係數與常規大直徑PDC切削件鑽頭相當，因此，此時本實用新型的機械鑽速與常規大直徑PDC切削件鑽頭相當。所以，本實用新型具有與常規大直徑PDC切削件鑽頭一樣的壽命，但總平均機械鑽速高，而且本身製造成本低。
權利要求1．一種雙級切削PDC鑽頭，主要由鑽頭體[1]、大直徑PDC切削件[2]、小直徑PDC切削件[3]及噴嘴[4]組成，其特徵是大直徑PDC切削件[2]與小直徑PDC切削件[3]混合鑲裝。
2．根據權利要求1所述的雙級切削PDC鑽頭，其特徵是大直徑PDC切削件[2]的出露高度大於小直徑PDC切削件[3]的出露高度。大直徑PDC切削件[2]為第一級切削結構，小直徑PDC切削件[3]為第二級切削結構。
3．根據權利要求1所述的雙級切削PDC鑽頭，其特徵是大直徑PDC切削件[2]的排布密度很小，但能完全覆蓋井底，其大直徑PDC切削件[2]與小直徑PDC切削件[3]總的井底覆蓋係數與常規大直徑PDC切削件鑽頭相當。
專利摘要本實用新型屬於石油及地質鑽井PDC鑽頭的結構改進。主要由鑽頭體、大直徑PDC切削件、小直徑PDC切削件及噴嘴組成，其大直徑PDC切削件與小直徑PDC切削件混合鑲裝。大直徑PDC切削件為第一級切削結構，小直徑PDC切削件為第二級切削結構，且第一級切削結構的出露高度大於第二級。本實用新型具有製造成本低、機械鑽速高之優點。
文檔編號E21B10/46GK2352665SQ9822240
公開日1999年12月8日 申請日期1998年9月18日 優先權日1998年9月18日
發明者王福修 申請人:勝利石油管理局鑽井工藝研究院