专利名称：力平衡pdc钻头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种石油天然气钻井钻头，尤其是一种由钻头基体、PDC切削齿、 喷嘴和排屑槽组成的力平衡PDC钻头。
背景技术：
由于PDC钻头在软到中硬地层中具有机械钻速快、寿命长、进尺多的优点， 所以在石油天然气钻井中被广泛应用。目前在用PDC钻头的布齿方法一般是在 同一钻头半径位置布置1颗PDC切削齿，通过调整PDC切削齿的周向角、装配 角、齿前角和侧转角来降低钻头的切削不平衡力，但是，这种布齿方法不能够 将钻头的切削不平衡力降低到较低的程度，因此PDC钻头在钻进过程中容易发 生回旋振动，导致PDC切削齿先期损坏，从而縮短PDC钻头的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够防止回旋振动的力平衡PDC钻头。
为解决上述技术问题，本发明的力平衡PDC钻头主要由钻头基体、PDC切削 齿、喷嘴和排屑槽组成，在钻头基体的每一个布齿的钻头半径位置都布置多于1 颗的PDC切削齿，处于同一钻头半径位置的PDC切削齿沿周向均匀分布，而且 具有相同的几何尺寸、相同的出露高度、相同的装配角、齿前角和侧转角。
本发明的力平衡PDC钻头，可以在钻头基体的每一个布齿的钻头半径位置 都布置2颗PDG切削齿。
采用这样的布齿方式后，处于同一钻头半径位置的每颗PDC切削齿的切削 岩石的面积都是相等的，所以它们受到的切向力和径向力的大小也都相等，但 它们受到的切向力的矢量相加和径向力的矢量相加都等于零。由于在钻头基体 的每一个布齿的钻头半径位置上都沿周向均匀布置了多于1颗的PDC切削齿， 所以钻头基体上全部PDC切削齿受到的切向力的矢量相加和径向力的矢量相加 都等于零，因此钻头基体上全部PDC切削齿受到的切向力和径向力的矢量相加也等于零。由于钻头的切削不平衡力是由PDC切削齿在切削岩石的过程中受到 的切向力和径向力产生的，其矢量值就等于钻头基体上全部PDC切削齿受到的 切向力和径向力的矢量和，所以本发明的切削不平衡力等于零，实现了力平衡 设计。由于PDC钻头的回旋振动是由钻头的切削不平衡力引起的，所以本发明 在钻进过程中能够防止回旋振动，避免PDC切削齿先期损坏，从而能够延长自 身的使用寿命。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明力平衡PDC钻头一种实施方式的PDC切削齿布置示意图。
具体实施例方式
图1所示的力平衡PDC钻头，主要由钻头基体1、 PDC切削齿2、喷嘴3和 排屑槽4组成，在每一个布齿的钻头半径位置都布置了2颗PDC切削齿2，这2 颗PDC切削齿2在周向上相差180。，而且具有相同的几何尺寸、相同的出露高 度和相同的装配角、齿前角、侧转角。
在使用时，首先把图1所示的力平衡PDC钻头与其它井下工具连接起来， 一同下入井底，然后开泵循环钻井液并加压旋转钻进。在钻进过程中，从喷嘴3 喷射出的钻井液不断通过排屑槽4将由PDC切削齿2切削掉的岩屑排放到井眼 环形空间内。由于在钻头基体1的每一个布齿的钻头半径位置都布置了 2颗PDC 切削齿2，这2颗PDC切削齿2在周向上相差180° ，而且具有相同的几何尺寸、 相同的出露高度和相同的装配角、齿前角、侧转角，所以图1所示的力平衡PDC 钻头的切削不平衡力等于零，在钻进过程中能够防止回旋振动，避免PDC切削 齿2先期损坏，从而能够延长自身的使用寿命。
权利要求
1.一种力平衡PDC钻头，主要由钻头基体(1)、PDC切削齿(2)、喷嘴(3)和排屑槽(4)组成，其特征是在钻头基体(1)的每一个布齿的钻头半径位置都布置多于1颗的PDC切削齿(2)，处于同一钻头半径位置的PDC切削齿(2)沿周向均匀分布，而且具有相同的几何尺寸、相同的出露高度、相同的装配角、齿前角和侧转角。
2. 根据权利要求1所述的力平衡PDC钻头，其特征是钻头基体(1)的每 一个布齿的钻头半径位置都布置2颗PDC切削齿(2)。
全文摘要
本发明公开了一种用于石油天然气钻井的力平衡PDC钻头，主要由钻头基体、PDC切削齿、喷嘴和排屑槽组成，在同一个钻头半径位置上布置多于1颗的PDC切削齿，处于同一钻头半径位置的PDC切削齿沿周向均匀分布，实现了力平衡设计。本发明在钻进过程中能够防止回旋振动，避免PDC切削齿先期损坏，从而能够延长自身的使用寿命。
文档编号E21B10/46GK101525980SQ200810014329
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者潘信众, 王明瑞, 王玉功, 王福修, 勇 赵, 巍 邱 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院