申請人:中國石油化工集團(tuán)公司 中石化勝利石油工程有限公司黃河鉆井總公司 中國石油大學(xué)(華東)
摘要: 本實用新型提供一種適用于硬地層的犁切型PDC鉆頭,包括鉆頭基體、刀翼、切削齒,所述鉆頭基體上設(shè)置至少兩個刀翼,相鄰刀翼之間設(shè)置有排屑槽,所述刀翼上布置切削齒,所述切削齒包括每個刀翼上均設(shè)置的錐形PDC齒和聚晶金剛石復(fù)合片。聚晶金剛石復(fù)合片以后耙角切削巖石,錐形PDC齒則以正前角犁削巖石。錐形PDC齒頂部尖銳,容易吃入巖石,并在井底形成“犁溝”,釋放井底巖石內(nèi)應(yīng)力,降低巖石強(qiáng)度;聚晶金剛石復(fù)合片工作面較大,可以大面積地切削巖石。兩種不同結(jié)構(gòu)PDC齒的有機(jī)結(jié)合,可大大提高鉆頭的破巖效率,有效解決硬地層鉆井速度慢、鉆頭壽命低等問題,達(dá)到提高鉆井效率、縮短鉆井周期、降低鉆井成本的目的。
主權(quán)利要求:1.適用于硬地層的犁切型PDC鉆頭,包括鉆頭基體、刀翼、切削齒,所述鉆頭基體上設(shè)置至少兩個刀翼,相鄰刀翼之間設(shè)置有排屑槽,所述刀翼上布置切削齒,其特征在于,所述切削齒包括每個刀翼上均設(shè)置的錐形PDC齒和聚晶金剛石復(fù)合片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于硬地層的犁切型PDC鉆頭,其特征在于,所述聚晶金剛石復(fù)合片作為主切削齒以后傾方式布置在刀翼上,后傾角范圍7度到13度;錐形PDC齒作為后排齒以前傾方式布置在刀翼上,前傾角范圍13度到18度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于硬地層的犁切型PDC鉆頭,其特征在于,所述聚晶金剛石復(fù)合片作為主切削齒,按等磨損原則沿井底輪廓線布齒,所述錐形PDC齒作為后排齒,采用與聚晶金剛石復(fù)合片同軌或交錯的布齒方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于硬地層的犁切型PDC鉆頭,其特征在于,所述錐形PDC齒與聚晶金剛石復(fù)合片交錯布齒時,錐形PDC齒的井底切削軌跡位于井底輪廓線上相鄰兩個聚晶金剛石復(fù)合片井底切削軌跡之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于硬地層的犁切型PDC鉆頭,其特征在于,所述錐形PDC齒與聚晶金剛石復(fù)合片同軌布置時,錐形PDC齒的井底切削軌跡與井底輪廓線上其中一個聚晶金剛石復(fù)合片井底切削軌跡相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于硬地層的犁切型PDC鉆頭,其特征在于,所述的錐形PDC齒和聚晶金剛石復(fù)合片采用交錯布置時,兩者在刀翼上的出刃高度相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于硬地層的犁切型PDC鉆頭,其特征在于,所述錐形PDC齒和聚晶金剛石復(fù)合片采用同軌布置時,錐形PDC齒的出刃高度低于聚晶金剛石復(fù)合片2mm以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于硬地層的犁切型PDC鉆頭,其特征在于,所述排屑槽內(nèi)設(shè)有噴嘴,噴嘴鑲裝于鉆頭基體上。