专利名称：防井斜pdc钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及PDC钻头，具体的，涉及一种防井斜PDC钻头。
背景技术：
钻井是石油天然气等地下资源勘探开发的基本手段，也是资金和技术密集型专业 工程。先进的钻井技术，在加快油气等资源勘探开发速度等方面发挥了不可替代的重要作 用。因此，开展钻井技术和钻井工具研究，对提高我国油气等地下资源的勘探开发效率以 及参与世界技术市场竞争等，都具有十分重要的现实意义和战略意义。在钻井时如何实现 高效防斜，是钻井现场经常碰到的技术难题之一。如果井斜过大，会使井眼偏离地下设计 目标，打乱油气田开发的布局。对于勘探工作来说，井斜大了，会使井深发生误差，得到的地 质资料不真实，甚至偏离勘探目标。井打斜了，也给钻井工程本身增加了困难，甚至造成严 重的井下事故。对采油工作来说，井斜过大会直接影响井下的分层开采、注水工作的正常进 行，对抽油井也常引起抽油杆的磨损和折断。所以，井斜过大对油气田的勘探与开发都有很 大危害。随着PDC钻头技术的发展，其技术和经济优势越来越明显，1998年以来在川西地 区使用PDC钻头与牙轮钻头相比，单只钻头进尺和机械钻速都成倍增长，钻井周期缩短了 50%以上，每米钻井成本大幅度降低，获得了显著的经济效益和社会效益。但是，在应用PDC 钻头钻井时，由于地质情况、钻具结构以及钻井施工的原因造成钻井偏斜的情况不时发生， 这种井斜会影响钻井偏离设计目标，导致在钻井工程中，会降低钻井质量，甚至造成油气井 报废。为防止井斜或纠斜，钻井工程中可采取一些措施。如传统的防斜打直技术，无论是底 部钻具组合本身还是地层的自然造斜特征，均要求限制钻压的大小，甚至要求“轻压吊打”， 从而严重降低了钻井的效率。图1所示为现有普通PDC钻头，它的每一条刀翼下连着一条 保径，保径长度L 一般为50mm-120mm。在钻井时，保径是贴在钻头已切屑好的井壁上，起扶 正钻头，防止震动，同时也有一定防井斜的作用，但由于L的长度有限，因此防斜能力较差。 因此，需要对现有的PDC钻头进行改进，以克服其防斜能力差的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种防井斜PDC钻头，以解 决现有PDC钻头防斜能力较差的问题，尤其适用于打垂直油气井所用。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是防井斜PDC钻头，包括位于钻头基体上的刀翼和上保径，上保径连接于刀翼下方， 所述上保径下方设有下保径。所述下保径和上保径成对设置并且在钻头基体上径向交错分布排列。所述上保径与下保径长度相同。原理，式中，B是一条保径宽度，Z是钻头刀翼数，D是钻头设计直径。从
TiD轴向来看，由于上保径和下保径错位布置使保径接触井壁的弧长增加了一倍，这也就使保 径宽度之和与钻头外圆周长之比值E增加了一倍。在钻井时由于上保径和下保径同时贴在 井壁上，而且上保径和下保径在井壁上的总跨度为L+e+L(e为上保径和下保径之间的垂直 距离)，因此大大提高了扶正防斜作用。下保径是处在钻头水道下方，但对泥浆的流动不会 有影响。本实用新型的有益效果是(1)本实用新型中由于在钻头基体上、上保径的下方增加了下保径，且上保径和下 保径交错分布排列，使保径接触井壁的弧长增加了一倍，这也就使保径宽度之和与钻头外 圆周长之比值E增加了一倍，大大提高了钻井稳定性；(2)本实用新型中上保径和下保径同时贴在井壁上，而且上保径和下保径在井壁 上的总跨度为L+e+L(e为上保径和下保径之间的垂直距离)，因此大大提高了钻头的扶正 防斜作用；(3)本实用新型中，下保径处在钻头基体上水道下方，但对泥浆的流动不会有影 响。
图1是现有普通PDC钻头结构示意图；图2是本实用新型结构示意图；图3是本实用新型俯视图。图中标记相对应的部件名称1-上保径；2-下保径；3-刀翼。
具体实施方式
如图1所示，防井斜PDC钻头，包括位于钻头基体上的刀翼3和上保径1，上保径1 连接于刀翼3下方，上保径1下方设有下保径2。下保径2和上保径1成对设置并且在钻头 基体上径向交错分布排列。上保径1与下保径2长度相同。普通PDC钻头的每一条刀翼下连着一条保径，其长度L 一般为50mm-120mm，钻井时 由于L的长度有限，防斜能力差。本实用新型在普通PDC钻头的相邻上保径1之间的水道 下方设有下保径2，上保径1与下保径2交错设置，钻井时上保径1与下保径2均贴在井壁 上，大大提高了钻头的防斜作用。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限 制，凡是依据本实用新型的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落 入本实用新型的保护范围之内。
权利要求防井斜PDC钻头，包括位于钻头基体上的刀翼(3)和上保径(1)，上保径(1)连接于刀翼(3)下方，其特征在于，所述上保径(1)下方设有下保径(2)。
2.根据权利要求1所述的防井斜PDC钻头，其特征在于，所述下保径(2)和上保径(1) 成对设置并且在钻头基体上径向交错分布排列。
3.根据权利要求1或2所述的防井斜PDC钻头，其特征在于，所述上保径(1)与下保径 (2)长度相同。
专利摘要本实用新型公开了一种防井斜PDC钻头，包括钻头上相连接的刀翼和上保径，所述相邻上保径之间的水道下方设有下保径，上保径与下保径长度相同。本实用新型中由于上保径和下保径错位布置使保径接触井壁的弧长增加了一倍，这也就使保径宽度之和与钻头外圆周长之比值E增加了一倍，使得钻井稳定性大大增加；上保径和下保径同时贴在井壁上，因此大大提高了钻头的扶正防斜作用。
文档编号E21B10/46GK201567962SQ20092024358
公开日2010年9月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者毛忠仁, 苏益仁 申请人:成都惠灵丰金刚石钻头有限公司