一種超深井用長保徑負壓抗衝擊pdc鑽頭的製作方法
2023-10-05 08:39:54
一種超深井用長保徑負壓抗衝擊pdc鑽頭的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鑽井用PDC鑽頭，特別涉及一種超深井用長保徑負壓抗衝擊PDC鑽頭。該裝置的長保徑螺旋體上端設有上接頭，長保徑螺旋體下端設有冠部保徑體，長保徑螺旋體外表面上設有四條正螺旋狀凸起帶，在該螺旋狀凸起帶上鑲嵌耐磨齒，在螺旋狀凸起帶側面鑲嵌倒劃眼切削齒，相鄰螺旋狀凸起帶之間形成負壓流道。本實用新型實現了抗衝擊能力強，減少起下鑽，縮短工作時間，改變井底壓力場分布狀態，形成渦旋負壓區，提高機械鑽速，減少巖屑壓遲效應，提高井底攜巖能力，形成有效的井眼清潔控制，避免砂橋等井下風險，增強PDC鑽頭的破巖能力，提高深井超深井的鑽進破巖效率。
【專利說明】一種超深井用長保徑負壓抗衝擊PDC鑽頭
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及一種鑽井用PDC鑽頭，特別涉及一種超深井用長保徑負壓抗衝擊PDC鑽頭。
【背景技術】
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[0002]深井及超深井在我國未來油氣勘探與開發中將發揮重要的作用。但隨鑽井深度的增加相應的鑽井成本、鑽探技術與工藝、鑽具性能以及預防和處理井下複雜情況能力都面臨考驗和挑戰。提高鑽井速度是規避風險，降低施工成本最有效的手段，但深部地層鑽井存在壓實強度大，巖石研磨性強，可鑽性差，長距離環空壓耗大，鑽井水功率低等不足，如何提高難鑽地層鑽進速度，尤其是提高深層巖石的破碎效率，已成為深井鑽井的關鍵攻關方向。金剛石鑽頭、PDC鑽頭的廣泛應用，使常規井鑽井速度得到了大幅度的提高，但對具有較高強度和研磨性的非均質地層，常規金剛石鑽頭和PDC鑽頭抗衝擊性較差，攜巖效果差，近鑽頭部位巖屑的壓遲效應大，破巖能力差，難以適應具有較高強度和研磨性的非均質地層。
實用新型內容:
[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種超深井用長保徑負壓抗衝擊PDC鑽頭，該裝置實現了抗衝擊能力強，減少起下鑽，縮短工作時間，改變井底壓力場分布狀態，形成渦旋負壓區，提高機械鑽速，減少巖屑壓遲效應，提高井底攜巖能力，形成有效的井眼清潔控制，避免砂橋等井下風險，增強PDC鑽頭的破巖能力，提聞深井超深井的鑽進破巖效率。克服了現有金剛石鑽頭和PDC鑽頭抗衝擊性較差，攜巖效果差，近鑽頭部位巖屑的壓遲效應大，破巖能力差，難以適應具有較高強度和研磨性的非均質地層的不足。
[0004]本實用新型所採取的技術方案是:一種超深井用長保徑負壓抗衝擊PDC鑽頭，包括上接頭和長保徑螺旋體；長保徑螺旋體上端設有上接頭，長保徑螺旋體下端設有冠部保徑體，長保徑螺旋體外表面上設有四條正螺旋狀凸起帶，在該螺旋狀凸起帶上鑲嵌耐磨齒，在螺旋狀凸起帶側面鑲嵌倒劃眼切削齒，相鄰螺旋狀凸起帶之間形成負壓流道；冠部保徑體下部為直徑小於冠部保徑體的鑽頭冠部，冠部保徑體側壁上設有多個負壓噴嘴，鑽頭冠部上均布四個刀翼，刀翼底面上鑲嵌PDC齒，刀翼側面鑲嵌有側翼保護齒，相鄰刀翼之間形成射流通道，射流通道上設有側噴嘴，鑽頭冠部底面中心設有主噴嘴；長保徑螺旋體內設有分流腔，分流腔內設有分流管，分流管與內部主流道相連通，內部主流道與多個側向流道和主噴嘴相連通，每個側向流道均與一個側噴嘴相連通，除分流管外的分流腔內的空間與多個內部負壓流道相連通，內部負壓流道呈彎曲向上狀，每個內部負壓流道均與一個負壓噴嘴相連通。
[0005]冠部保徑體直徑大於鑽頭冠部3_。
[0006]本實用新型的有益效果是:本實用新型由於採用了長保徑螺旋體、冠部保徑體和在刀翼底面上鑲嵌PDC齒的方式，因而具有抗衝擊能力強的優點，減少起下鑽，縮短工作時間；由於採用了內部側向流道及側向噴嘴的設計，因而具有改變井底壓力場分布狀態，形成渦旋負壓區，創造出井底「欠平衡狀態」提高機械鑽速的效果；由於採用了負壓流道配合側向噴射的設計，因而具有有效緩解巖屑壓遲效應，提高井底攜巖能力，形成有效的井眼清潔控制，避免砂橋等井下風險的發生的優點，增強PDC鑽頭的破巖能力，提聞深井超深井的鑽進破巖效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0007]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0008]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0009]圖2為圖1的仰視圖。
[0010]圖3為本實用新型的剖視圖。
【具體實施方式】
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[0011]如圖1、圖2、圖3所不,一種超深井用長保徑負壓抗衝擊PDC鑽頭,包括上接頭I和長保徑螺旋體2 ;長保徑螺旋體2上端設有上接頭1，長保徑螺旋體2下端設有冠部保徑體7，長保徑螺旋體2外表面上設有四條正螺旋狀凸起帶，在該螺旋狀凸起帶上鑲嵌耐磨齒4，在螺旋狀凸起帶側面鑲嵌倒劃眼切削齒3，相鄰螺旋狀凸起帶之間形成負壓流道5 ;冠部保徑體7下部為直徑小於冠部保徑體7的鑽頭冠部，冠部保徑體7直徑大於鑽頭冠部3mm，冠部保徑體7側壁上設有多個負壓噴嘴6，鑽頭冠部上均布四個刀翼8，刀翼8底面上鑲嵌PDC齒9，刀翼8側面鑲嵌有側翼保護齒10，相鄰刀翼8之間形成射流通道13，射流通道13上設有側噴嘴11，鑽頭冠部底面中心設有主噴嘴12 ;長保徑螺旋體2內設有分流腔14，分流腔14內設有分流管18，分流管18與內部主流道15相連通，內部主流道15與多個側向流道16和主噴嘴12相連通，每個側向流道16均與一個側噴嘴11相連通，除分流管18外的分流腔14內的空間與多個內部負壓流道17相連通，內部負壓流道17呈彎曲向上狀，每個內部負壓流道17均與一個負壓噴嘴6相連通，負壓流道5配合負壓噴嘴6使附近環空形成渦流，造成鑽頭底部負壓區，創造「欠平衡空間」進而提高鑽頭機械破巖的效率。
[0012]可以理解的是，以上關於本實用新型的具體描述，僅用於說明本實用新型而並非受限於本實用新型實施例所描述的技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本實用新型進行修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種超深井用長保徑負壓抗衝擊roc鑽頭，包括上接頭(I)和長保徑螺旋體(2);其特徵在於:長保徑螺旋體(2)上端設有上接頭(I)，長保徑螺旋體(2)下端設有冠部保徑體(7)，長保徑螺旋體(2)外表面上設有四條正螺旋狀凸起帶，在該螺旋狀凸起帶上鑲嵌耐磨齒(4)，在螺旋狀凸起帶側面鑲嵌倒劃眼切削齒(3)，相鄰螺旋狀凸起帶之間形成負壓流道(5);冠部保徑體(7)下部為直徑小於冠部保徑體(7)的鑽頭冠部，冠部保徑體(7)側壁上設有多個負壓噴嘴(6)，鑽頭冠部上均布四個刀翼(8)，刀翼(8)底面上鑲嵌PDC齒(9)，刀翼(8)側面鑲嵌有側翼保護齒(10)，相鄰刀翼(8)之間形成射流通道(13)，射流通道(13)上設有側噴嘴(11)，鑽頭冠部底面中心設有主噴嘴(12);長保徑螺旋體(2)內設有分流腔(14)，分流腔(14)內設有分流管(18)，分流管(18)與內部主流道(15)相連通，內部主流道(15)與多個側向流道(16)和主噴嘴(12)相連通，每個側向流道(16)均與一個側噴嘴(11)相連通，除分流管(18)外的分流腔(14)內的空間與多個內部負壓流道(17)相連通，內部負壓流道(17)呈彎曲向上狀，每個內部負壓流道(17)均與一個負壓噴嘴(6)相連通。
2.按照權利要求1所述的超深井用長保徑負壓抗衝擊PDC鑽頭，其特徵在於:所述冠部保徑體(7)直徑大於鑽頭冠部3mm。
【文檔編號】E21B10/54GK204082017SQ201420467150
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月18日 優先權日:2014年8月18日
【發明者】高清春, 吳興國, 丁文正, 陳思路, 李壯, 高瑋, 徐家年, 馮悅剛, 張政, 李俊杞, 雷鑑暄, 曹生, 劉孟玲, 翟羽佳, 王善勇, 王西貴, 富新穎, 李濤, 張巍, 張寶磊 申請人:中國石油集團長城鑽探工程有限公司