一种微取芯PDC钻头的制作方法

本发明属于钻井钻头，涉及一种微取芯pdc钻头。

背景技术：

1、随着对石油和天然气的开发周期和安全性要求越来越严格，相关工具的性能也得到了大幅提升。在钻井过程中，对pdc钻头的机械钻速和进尺要求越来越高，特别是在复杂的钻井环境下，提高单只钻头的进尺和机械钻速尤为关键。然而，传统钻头的切削速度较慢，影响了切削效率，并且无法确保岩心的顺利排出，也无法有效保证微岩心的长度。因此，迫切需要一种既能够取出岩心又能够保证微岩心长度的新型钻头。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决传统钻头无法确保岩心顺利排出和有效保证微岩心长度的问题。为达到这一目的，本发明采用以下技术方案：：

2、一种微取芯pdc钻头，包括钻头丝扣端、卸扣槽、保径块pdc齿、保径块切边齿、刀翼、主切削pdc齿、喷嘴孔、破岩齿、排岩心室和岩心孔。钻头丝扣端的顶部外侧开设有卸扣槽，顶部设置有刀翼，刀翼在钻头中心部位连接在一起。刀翼的一侧设置有主切削pdc齿，底部一侧设置有保径块pdc齿和保径块切边齿。钻头丝扣端的顶部开设有喷嘴孔，刀翼的一侧设置有岩心孔。岩心孔的底部设置有排岩心室，排岩心室的底部设置有破岩齿。

3、在优选实施例中，刀翼包括第一主刀翼、第一副刀翼、第二主刀翼、第二副刀翼、第三主刀翼和第三副刀翼。所述第一主刀翼的一侧设置有第一副刀翼，所述第一副刀翼的一侧设置有第二主刀翼，所述第二主刀翼的一侧设置有第二副刀翼，第二副刀翼的一侧设置有第三主刀翼，所述第三主刀翼的一侧设置有第三副刀翼。这种刀翼结构可以增加钻头的切削效率和稳定性，提高进尺和机械钻速。

4、优选的，所述钻头丝扣端的内部开设有中心水孔。

5、优选的，所述刀翼之间设置有排屑槽，刀翼的数量根据地层和钻头尺寸，刀翼数量可能为个刀翼，个刀翼个刀翼，个刀翼，或者更多的刀翼，所述刀翼高宽比不大于2.0。

6、在实施过程中，本发明的微取芯pdc钻头能够顺利排出岩心并有效保持微岩心。钻头丝扣端顶部的卸扣槽有助于岩心的顺利排出，确保钻头的连续钻进。保径块pdc齿和保径块切边齿可保持钻孔的直径稳定，防止钻孔偏斜和变形。喷嘴孔的设置提供冷却和冲洗功能，减少钻头磨损和堵塞。岩心孔和排岩心室的结构能有效收集和储存岩心样本，保证微岩心的长度和完整性。

7、本发明的有益效果是：过在钻头中心位置设置岩心孔，通过pdc齿不全覆盖井底，在钻头旋转钻进时会形成一个直径10-20mm的岩心。随着钻头进尺的增加，岩心长度会逐渐增长，当达到足够长并接触到破岩齿的时候，岩心会被折断，此时，折断的岩心在排岩心室会随着泥浆流向环空间隙，并被泥浆携带到地面。在破岩齿和岩心孔之间的排岩室具有足够大的空间，能最大限度的保证岩心的顺利排出，同时破岩齿和钻头击碎面轮廓线具有较长的距离，可达60mm左右，能够有效的保证微岩心的长度。

8、本发明的微取芯pdc钻头具有以下优点和应用价值：

9、1、提高钻头的切削效率：通过采用多刀翼结构和优化的pdc齿布局，提高了钻头的切削效率，能够在复杂的钻井环境中更高效地进行钻进作业，提高机械钻速和进尺；

10、2、确保岩心顺利排出：钻头顶部的卸扣槽和喷嘴孔的设置有助于岩心在钻进过程中的顺利排出，减少堵塞和卡钻问题，确保钻头连续钻进、

11、3、有效保证微岩心的长度：岩心孔和排岩心室的结构设计，能够有效收集和储存岩心样本，保证微岩心的长度和完整性，提供更准确和可靠的地质信息；

12、4、提高钻井效率和降低成本：通过提高钻头的钻进效率和采样成功率，减少钻井时间和资源浪费，降低钻井成本。同时，减少钻头的磨损和堵塞，延长钻头的使用寿命，进一步降低钻井成本；

13、5、适用于不同钻井环境：本发明的微取芯pdc钻头适用于各种钻井环境。无论是在常规钻井还是在复杂地质条件下，该钻头都能够稳定且高效地进行钻进操作，适用于陆上和海上钻井等多种工作场景。

14、综上所述，本发明的微取芯pdc钻头在钻井过程中具有切削效率高、岩心顺利排出、微岩心长度保持、钻井效率提高和成本降低等优点。其创新设计和优越性能使其在油气勘探和开发领域具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种微取芯pdc钻头，其特征在于，包括钻头丝扣端(1)、卸扣槽(2)、保径块pdc齿(3)、保径块切边齿(4)、刀翼(5)、主切削pdc齿(6)、喷嘴孔(7)、破岩齿(15)、排岩心室(16)、岩心孔(17)，所述钻头丝扣端(1)的顶部外侧开设有卸扣槽(2)，所述钻头丝扣端(1)的顶部设置有刀翼(5)，所述刀翼(5)在钻头中心部位连接在一起，所述刀翼(5)的一侧设置有主切削pdc齿(6)，所述刀翼(5)的底部一侧设置有保径块pdc齿(3)和保径块切边齿(4)，所述钻头丝扣端(1)的顶部开设有喷嘴孔(7)，所述刀翼(5)的一侧设置有岩心孔(17)，所述岩心孔(17)的底部设置有排岩心室(16)，所述排岩心室(16)的底部设置有破岩齿(15)。

2.根据权利要求1所述的一种微取芯pdc钻头，其特征在于，所述刀翼(5)包括第一主刀翼(8)、第一副刀翼(9)、第二主刀翼(10)、第二副刀翼(11)、第三主刀翼(12)、第三副刀翼(13)，所述第一主刀翼(8)的一侧设置有第一副刀翼(9)，所述第一副刀翼(9)的一侧设置有第二主刀翼(10)，所述第二主刀翼(10)的一侧设置有第二副刀翼(11)，所述第二副刀翼(11)的一侧设置有第三主刀翼(12)，所述第三主刀翼(12)的一侧设置有第三副刀翼(13)。

3.根据权利要求1所述的一种微取芯pdc钻头，其特征在于,所述钻头丝扣端(1)的内部开设有中心水孔(14)。

4.根据权利要求1所述的一种微取芯pdc钻头，其特征在于,所述刀翼(5)之间设置有排屑槽，刀翼(5)的数量根据地层和钻头尺寸，刀翼(5)数量可能为3个刀翼(5)，4个刀翼(5)5个刀翼(5)，6个刀翼(5)，或者更多的刀翼(5)，所述刀翼(5)高宽比不大于2.0。

技术总结
本发明公开了一种微取芯PDC钻头，包括钻头丝扣端、卸扣槽、保径块PDC齿、保径块切边齿、刀翼、主切削PDC齿、喷嘴孔、破岩齿、排岩心室、岩心孔，过在钻头中心位置设置岩心孔，通过PDC齿不全覆盖井底，在钻头旋转钻进时会形成一个直径10‑20mm的岩心。随着钻头进尺的增加，岩心长度会逐渐增长，当达到足够长并接触到破岩齿的时候，岩心会被折断，此时，折断的岩心在排岩心室会随着泥浆流向环空间隙，并被泥浆携带到地面。在破岩齿和岩心孔之间的排岩室具有足够大的空间，能最大限度的保证岩心的顺利排出，同时破岩齿和钻头击碎面轮廓线具有较长的距离，可达60mm左右，能够有效的保证微岩心的长度。本发明钻头能够高效、稳定地进行钻进操作，并保证岩心样本的顺利采集和完整性。该钻头在油气勘探和开发领域具有广泛的应用前景，能够提高钻井效率、降低成本，并提供可靠的地质信息。

技术研发人员：肖伟,杨春雷,李立宏,姜政,高欣杰,谭亮,张伟
受保护的技术使用者：深圳市南海石油经济发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14