用于底砾岩钻进的混合钻头的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及石油钻探工具领域，提供一种用于底砾岩钻进的混合钻头，以解决目前在砾径大、含量高、胶结致密、井斜角大、厚度大的底砾岩地层中运用常规PDC钻头钻进底砾岩地层时，PDC钻头钻进效率低且使用寿命短的问题。该混合钻头包括钻头基体，钻头基体表面设置有若干刀翼，刀翼上设置有若干PDC切削齿，PDC切削齿的类型包括平面PDC切削齿和球面PDC切削齿。本实用新型提出的技术方案能够兼顾机械钻速和使用寿命。
【专利说明】
用于底砾岩钻进的混合钻头
技术领域
[0001]本实用新型涉及石油钻探工具领域，特别涉及一种用于底砾岩钻进的混合钻头。
【背景技术】
[0002]我国渤海北部地区各区块馆陶组地层中均存在着大段底砾岩地层，当使用常规PDC钻头在底砾岩地层中钻进时，切削齿容易受到较大的冲击载荷发生崩齿而失去切削能力，导致钻头进尺低不能有效钻穿砾岩层段。
[0003]目前，从现场钻井情况来看，在钻遇该底砾石地层时频繁起钻换牙轮钻头进行钻进，严重影响钻井周期;而且牙轮钻头钻井效率低且抗磨损能力差，使得底砾岩中的钻井效率低且钻井时间长，海洋钻井作业费用昂贵，因此提高roc钻头工作性能对于节省钻井成本具有非常重要的意义。
【实用新型内容】
[0004]【要解决的技术问题】
[0005]本实用新型的目的是提供一种用于底砾岩钻进的混合钻头，以解决目前在砾径大、含量高、胶结致密、井斜角大、厚度大的底砾岩地层中运用常规roc钻头钻进底砾岩地层时，PDC钻头钻进效率低且使用寿命短的问题。
[0006]【技术方案】
[0007]本实用新型是通过以下技术方案实现的。
[0008]本实用新型涉及一种用于底砾岩钻进的混合钻头，包括钻头基体，所述钻头基体表面设置有若干刀翼，所述刀翼上设置有若干PDC切削齿，所述PDC切削齿的类型包括平面PDC切削齿和球面roc切削齿。
[0009]作为一种优选的实施方式，至少有两个刀翼包括前排切削齿和后排切削齿，所述刀翼的前排切削齿为平面roc切削齿和球面roc切削齿混合布置，所述刀翼的后排切削齿为平面roc切削齿、球面roc切削齿或者通过平面roc切削齿与球面roc切削齿混合布置而成。
[0010]作为另一种优选的实施方式，所述前排切削齿的平面PDC切削齿和球面roc切削齿分布在整个冠面或者冠面的任意局部区域。
[0011]作为另一种优选的实施方式，所述前排切削齿中，平面roc切削齿在刀翼上的出刃高度和球面roc切削齿在刀翼上的出刃高度相同。
[0012]作为另一种优选的实施方式，所述前排切削齿中的球面PDC切削齿的后倾角为10?15度，所述前排切削齿中的平面roc切削齿的后倾角为23?28度，所述后排切削齿中的平面PDC切削齿的后倾角为25?30度，球面PDC切削齿的后倾角为15?20度，所述后排切削齿的出刃高度比前排切削齿的出刃高度低0.5?2mm。
[0013]作为另一种优选的实施方式，所述平面PDC切削齿的直径为16?19mm，所述球面PDC切削齿的直径为16?19mm、球面半径为20?25mm。
[0014]作为另一种优选的实施方式，所述相邻刀翼的间隙处设置有排肩槽，所述排肩槽上设置有若干喷嘴。
[0015]【有益效果】
[0016]本实用新型提出的技术方案具有以下有益效果:
[0017]本实用新型对刀翼上roc切削齿采用双排布局方式，而且，相邻刀翼的前排切削齿采取平面roc切削齿与球面roc切削齿交错布置的方式，后排采取平面PDC切削齿与前排齿同轨布置的方式，因此能够兼顾机械钻速和使用寿命。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的实施例一提供的用于底砾岩钻进的混合钻头的结构示意图。
[0019]图2为本实用新型的实施例一提供的表面为球面的球面roc切削齿的局部示意图。
[0020]图中标记:
[0021 ] 1-钻头基体;2-刀翼;3-平面roc切削齿;4-球面roc切削齿;5-喷嘴;6-排肩槽。
【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的【具体实施方式】进行清楚、完整的描述。
[0023]实施例一
[0024]图1为本实用新型实施例一提供的用于底砾岩钻进的混合钻头的结构示意图，图2为本实用新型的实施例一提供的球面PDC切削齿的局部示意图。如图1所示，包括钻头基体I，钻头基体I表面设置有若干刀翼，相邻刀翼的间隙处设置有排肩槽，排肩槽上设置有若干喷嘴。刀翼上设置有若干roc切削齿，其中roc切削齿的类型包括平面roc切削齿3和球面roc切削齿4，刀翼上的平面roc切削齿和球面roc切削齿混合布置。
[0025]本实施例中，具体地，钻头基体I表面设置有刀翼BLDl、刀翼BLD2、刀翼BLD3、刀翼BLD4、刀翼BLD5、刀翼BLD6。相邻刀翼的间隙处设置有排肩槽，排肩槽上设置有若干喷嘴，图1中，刀翼BLD2、刀翼BLD3的间隙处设置有排肩槽6，排肩槽6上设置有喷嘴5。
[0026]本实施例中，刀翼上设置有若干roc切削齿，具体地，包括前排切削齿和后排切削齿，处于相邻位置的两个刀翼的前排切削齿的类型不同，各个刀翼的后排切削齿均采用平面PDC切削齿。如图2所示，相邻刀翼的前排切削齿采取平面PDC切削齿与球面PDC切削齿交错布置的方式，后排采取平面PDC切削齿与前排齿同轨布置的方式，刀翼BLDl、刀翼BLD3和刀翼BLD5前排切削齿由若干平面H)C切削齿组成，刀翼BLD2、刀翼BLD4和刀翼BLD6的前排切削齿由若干球面PDC切削齿组成。刀翼BLD1、刀翼BLD2、刀翼BLD3、刀翼BLD4、刀翼BLD5和刀翼BLD6的后排切削齿均由若干平面I3DC切削齿组成。
[0027]本实施例中，前排切削齿分布在整个冠面或者冠面的任意局部区域。前排切削齿中，平面roc切削齿在刀翼上的出刃高度和球面roc切削齿在刀翼上的出刃高度相同。
[0028]本实施例中，前排切削齿中的球面PDC切削齿的后倾角为15度，由于球面PDC切削齿的表面为球面，其切削效率较低，通过将球面roc切削齿的后倾角设置为15可以弥补球面PDC切削齿切削效率低的缺点。前排切削齿中的平面PDC切削齿的后倾角为25度，后排切削齿中的平面roc切削齿的后倾角为25度，后排切削齿的出刃高度比前排切削齿的出刃高度低 Imm0
[0029]本实施例中，平面roc切削齿的直径为18mm，球面TOC切削齿的直径为18mm、球面半径SR为25mm。
[0030]从以上实施例可以看出，本实用新型实施例对刀翼上PDC切削齿采用双排布局方式，而且，相邻刀翼的前排切削齿采取平面roc切削齿与球面roc切削齿交错布置的方式，后排采取平面roc切削齿与前排齿同轨布置的方式，因此能够兼顾机械钻速和使用寿命。
[0031 ]需要说明，以上描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，也不是对本实用新型的限制。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种用于底砾岩钻进的混合钻头，其包括钻头基体(I)，所述钻头基体(I)表面设置有若干刀翼(2)，所述刀翼(2)上设置有若干roc切削齿，所述roc切削齿的类型包括平面roc切削齿(3)和球面roc切削齿(4)，其特征在于:至少有两个刀翼(2)包括前排切削齿和后排切削齿，所述刀翼(2)的前排切削齿为平面roc切削齿(3)和球面roc切削齿(4)混合布置，所述刀翼(2)的后排切削齿为平面roc切削齿(3)、球面roc切削齿(4)或者通过平面roc切削齿(3)与球面roc切削齿(4)混合布置而成。2.根据权利要求1所述的用于底砾岩钻进的混合钻头，其特征在于所述前排切削齿的平面roc切削齿(3)和球面roc切削齿(4)分布在整个冠面或者冠面的任意局部区域。3.根据权利要求1所述的用于底砾岩钻进的混合钻头，其特征在于所述前排切削齿中，平面roc切削齿(3)在刀翼上的出刃高度和球面roc切削齿(4)在刀翼上的出刃高度相同。4.根据权利要求1至3中任一所述的用于底砾岩钻进的混合钻头，其特征在于所述前排切削齿中的球面PDC切削齿(4)的后倾角为1?15度，所述前排切削齿中的平面PDC切削齿(3)的后倾角为23?28度，所述后排切削齿中的平面H)C切削齿(3)的后倾角为25?30度，球面roc切削齿(4)的后倾角为15?20度，所述后排切削齿的出刃高度比前排切削齿的出刃高度低0.5?2mm。5.根据权利要求1所述的用于底砾岩钻进的混合钻头，其特征在于所述平面roc切削齿(3)的直径为16?19mm，所述球面PDC切削齿(4)的直径为16?19mm、球面半径SR为20?25mm ο6.根据权利要求1所述的用于底砾岩钻进的混合钻头，其特征在于所述相邻刀翼(2)的间隙处设置有排肩槽(6)，所述排肩槽(6)上设置有若干喷嘴(5)。
【文档编号】E21B10/43GK205422546SQ201521080249
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月22日
【发明人】范晓勒, 刘明, 张璠, 周学军
【申请人】四川川石·克锐达金刚石钻头有限公司