專利名稱：一種新型pdc鉆頭的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油及地質鉆井用PDC鉆頭的結構改進。
技術背景常規PDC鉆頭在鉆進較硬地層時，雖然其機械鉆速高于牙輪鉆頭，但由于切削的巖屑細小而不能滿足探井巖屑錄井的要求，因此國內在探井施工中特別是在巖屑錄井井段，禁止使用PDC鉆頭鉆進，規定使用牙輪鉆頭以獲得較大的巖屑，來提高巖屑錄井的質量和效率。在大部分較深的探井中，由于井深造成鉆井速度較慢，再加上由于巖屑錄井等原因不能使用PDC鉆頭，就只能使用牙輪鉆頭，而牙輪鉆頭的使用壽命較短，機械鉆速也相對較低，頻繁的起下鉆作業更影響了鉆井速度的提高。
發明內容
本實用新型為了克服常規PDC鉆頭的不足，為現場提供了一種能夠形成較大巖屑滿足巖屑錄井要求的新型切削結構的PDC鉆頭。本實用新型主要由鉆頭體、PDC復合片、刀翼和噴嘴組成。本實用新型的目的就是為石油及地質鉆井提供一種新型PDC鉆頭。
本實用新型是這樣實現的，在鉆頭體[5]上分布著刀翼[3]，在刀翼[3]上有規則地布置尖角PDC切削齒[1]和圓柱形切削齒[2]，尖角PDC切削齒[1]加工有小的切削角和側轉角，在井底巖石上切出溝槽，圓柱形切削齒[2]加工有小切削角和大側轉角，在帶溝槽的巖石切削出大顆粒巖屑并在噴嘴[4]流出液體作用下迅速進入井眼的環形空間，保持了較大的巖屑顆粒。
本實用新型鉆頭的破巖機理與常規PDC鉆頭相比存在一定的區別常規PDC鉆頭一般是以切削齒正面切削地層，產生的巖屑集中在切削齒破巖邊緣的前上方，由于PDC切削齒的負切削角度，使得產生的巖屑在水力沒有清洗時遭受二次或多次碾壓，形成了細小的顆粒或粉末，在環形空間攜帶上返時受到鉆井液的水化分散作用，達到地面時已經變得非常細小，影響了巖屑的收集和錄井。而新型鉆頭的切削齒一般布置相對較稀，采用的尖角切削齒容易在巖石表面切削出溝槽，采用的小切削角和大側轉角的切削齒來切削有溝槽表面地層，由于圓形切削齒側轉角度的作用，象耕地使用的犁一樣，將產生的巖屑翻轉到一邊，沒有產生多次碾壓，易產生較大的巖屑顆粒，即使在環形空間攜帶上返時受到鉆井液的水化分散作用，但達到地面時仍具有相對粗的顆粒，基本可以滿足巖屑的收集和錄井的要求。由于切削齒密度低和避免了重復破碎，也相應地提高了鉆井速度。因此該新型鉆頭比常規PDC鉆頭在探井施工中具有較多的優勢。
圖1.一種新型PDC鉆頭示意圖圖中1.尖角PDC齒 2.圓柱形PDC齒 3.刀翼 4.噴嘴 5.鉆頭體具體實施方式
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由尖角PDC復合片[1]和圓形PDC復合片[2]組成切削結構，二者有規則地布置在刀翼[3]上，尖角PDC復合片[1]具有小切削角和側轉角，圓形PDC復合片[2]具有小切削角和大側轉角。在鉆井過程中，首先把本實用新型與其它井下工具連接起來，下入井底，然后開泵通過井下工具內腔、鉆頭體[5]內腔和噴嘴[4]循環鉆井液，啟動旋轉設備將井下工具旋轉起來，并加鉆壓使其旋轉破碎巖石。在各種地層鉆進時，本實用新型鉆頭的切削齒一般布置相對較稀，以尖角PDC復合片[1]對巖石產生犁刨作用，在地層表面劃出溝槽，使得PDC復合片[2]相對容易破碎巖石，由于PDC復合片[2]大側轉角的作用，象耕地使用的犁一樣，將產生的巖屑翻轉到一邊，沒有產生多次碾壓，易產生較大的巖屑顆粒，即使在環形空間攜帶上返時受到鉆井液的水化分散作用，但達到地面時仍具有相對粗的顆粒，可以滿足巖屑的收集和錄井的要求。由于切削齒密度低和避免了重復破碎，也相應地提高了鉆井速度。
權利要求1.一種新型PDC鉆頭，主要由尖角PDC齒[1]、圓柱形PDC齒[2]、刀翼[3]、噴嘴[4]和鉆頭體[5]組成，其特征是在刀翼[3]上有規則地間隔布置尖角PDC齒[1]和圓柱形PDC齒[2]。
2.根據權利要求1所述的一種新型PDC鉆頭，其特征是尖角PDC齒[1]加工有小切削角和小側轉角，圓柱形PDC齒[2]加工有小切削角和大側轉角。
3.根據權利要求1所述的一種新型PDC鉆頭，其特征是鉆頭PDC切削齒布置密度較稀。
專利摘要本實用新型屬于石油及地質鉆井用PDC鉆頭的結構改進。一種新型PDC鉆頭，如附圖1所示，主要由尖角PDC齒[1]、圓柱形PDC齒[2]、刀翼[3]、噴嘴[4]和鉆頭體[5]組成，其特征是在刀翼[3]上有規則地布置尖角PDC齒[1]和圓柱形PDC齒[2]，尖角PDC齒[1]加工有小切削角和小側轉角，主要在巖石表面切削出溝槽，圓柱形PDC齒[2]加工有小切削角和大側轉角，主要切削出大顆粒的巖屑，鉆頭切削齒布置密度比常規鉆頭相對稀。本實用新型能夠在各種地層中有效地鉆進，避免或減輕了巖屑的重復破碎，能夠滿足探井中巖屑錄井的要求，并能提高鉆井速度。
文檔編號E21B10/46GK2716486SQ20042004125
公開日2005年8月10日 申請日期2004年6月11日 優先權日2004年6月11日
發明者孫明光, 郭興林 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院