专利名称：一种高稳定性钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油天然气钻井钻头，具体地说，是一种PDC钻头。
背景技术：
常规PDC钻头在均质的较软地层中钻进时，机械钻速快、进尺多，但在钻含有硬夹层的软硬交错的非均质地层时，PDC切削件易发生冲击损坏，使钻头失去工作能力。造成此种现象的主要原因，一是钻遇由软到硬的地层界面时钻头易发生回旋振动，二是在硬夹层中钻进时钻头承受着很大的扭转力，容易引起钻头扭转振动。
发明内容
为了克服上述常规PDC钻头只能适应钻均质的较软地层，而钻软硬交错的非均质地层时效果不佳的缺陷，本实用新型提供了一种钻井钻头，能够在软硬交错的地层中有效钻进。本实用新型的目的就是为钻井现场提供一种高稳定性钻头。
为了达到上述目的，本实用新型的高稳定性钻头包括钻头体、PDC切削件、稳定性元件和喷嘴。稳定性元件布置在PDC切削件后面，稳定性元件的出露高度小于PDC切削件的出露高度，稳定性元件的材质可以是硬质合金、天然金刚石或人造聚晶金刚石。
稳定性元件的出露高度比PDC切削件低，而且是硬质材料，所以它能够使本实用新型在钻进非均质地层的过程中保持PDC切削件的切入地层具有连续性，避免了切入地层的深度忽高忽低，减小了钻头的动态不平衡力，也减小了扭矩波动，从而减小了回旋振动、扭转振动以及轴向振动的发生几率，即大大改善了钻头的稳定性，因此也减小了PDC切削件发生冲击损坏的可能性，从而防止了钻头先期损坏，延长了钻头的使用寿命。
本实用新型将通过具体实例结合附图加以说明。
图1是本实用新型所述高稳定性钻头的PDC切削件和稳定性元件布置示意图。
具体实施方式
参照图1用于石油天然气钻井的一种高稳定性钻头，包括钻头体1、PDC切削件2、稳定性元件3和喷嘴4。稳定性元件3布置在PDC切削件2后面，且出露小于PDC切削件。当采用本实用新型的这种高稳定性钻头在软硬交错的非均质地层中钻进时，在各个小段的相对均质的软地层中的钻进原理与常规PDC钻头相似，但当钻遇由软到硬的地层界面时，由于稳定性元件3的存在，限制了PDC切削件2切入地层的深度，从而防止了施加到钻头上的钻压的急剧增大，也就避免了钻头发生回旋振动和轴向振动的可能。在各个小段的相对均质的硬地层中钻进时，因为硬地层的抗剪强度高，而PDC切削件2的破岩方式正是剪切，因此在钻进过程中必须对PDC切削件2切入地层的深度加以限制，否则钻头就会承受很大的扭转力，容易引起钻头扭转振动。这种高稳定性钻头上布置在PDC切削件2后面的稳定性元件3就能够起到限制PDC切削件2切入地层深度的作用。稳定性元件3和PDC切削件2的出露高度差值可以根据具体情况控制在2.5-4.0mm之间，而为了保证稳定性元件3在钻头设计寿命时间内始终起作用，稳定性元件3可以根据具体情况由硬质合金、天然金刚石或人造聚晶金刚石制造而成。
权利要求1.一种高稳定性钻头，由钻头体(1)、PDC切削件(2)、稳定性元件(3)和喷嘴(4)组成，其特征在于采用了稳定性元件(3)，且稳定性元件(3)布置在PDC切削件(2)的后面。
2.根据权利要求1所述的高稳定性钻头，其特征在于稳定性元件(3)的出露高度小于PDC切削件(2)的出露高度。
3.根据权利要求1所述的高稳定性钻头，其特征在于稳定性元件(3)的材质可以是硬质合金、天然金刚石或人造聚晶金刚石。
专利摘要本实用新型公开了一种高稳定性钻头，包括钻头体、PDC切削件、稳定性元件和喷嘴。稳定性元件布置在PDC切削件后面，其出露高度小于PDC切削件的出露高度。稳定性元件的材质可以是硬质合金，也可以是天然金刚石或人造聚晶金刚石。本实用新型稳定性高，能够在软硬交错的地层中有效地钻进。
文档编号E21B10/16GK2769487SQ20052008064
公开日2006年4月5日 申请日期2005年3月9日 优先权日2005年3月9日
发明者王福修, 田京燕, 于建宾, 张崇砚 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院