专利名称：适应复杂地层的pdc钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种PDC钻头，尤其是涉及一种适应复杂地层的PDC钻头。
背景技术：
在油气开发钻井作业中，如果地质岩性比较均勻，或者存在大段性状类似的地层 时，只要根据地质岩性选择适合的钻头就可以了。但当地层岩性分布不均，有软硬夹层或砾 岩等特殊岩性存在时，特别是探井施工作业时地质构造不明确，为钻头的选型带来困难，有 时需要频繁起下钻，使得施工风险加大，钻井周期延长，作业成本增加。
实用新型内容为了解决在钻井作业中地层岩性不均、软硬夹层和砾岩等复杂岩性，施工风险加 大，钻井周期延长，作业成本增加的问题，本实用新型提供一种适应复杂地层的PDC钻头。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是适应复杂地层的PDC钻头，钻 头体前端的钻头冠上有刀翼，后端为连接螺纹，刀翼下部是保径，保径上安装有保径齿，钻 头冠上有水眼，钻头冠前端部设置为非均勻分布的2个主刀翼和3个副刀翼；两个主刀翼之 间安装1个副刀翼；主刀翼、副刀翼上排列有前排的主齿和后排的副齿，副齿凸出钻头冠基 体的高度低于主齿的高度。主刀翼前排的主齿靠近钻头心部安装有小型切削齿，靠近钻头 外侧的肩部安装有大型切削齿；副刀翼前排为大型切削齿；主刀翼、副刀翼的前排大型切 削齿后面安装的副齿为小型切削齿；副齿与前排的大型切削齿错位排布。大型切削齿的尺 寸大于或等于15mm，小型切削齿的尺寸等于或小于14mm。钻头冠心部有中心水眼；每个主 刀翼、副刀翼前方设置有大型水眼。本实用新型的有益效果是，布齿灵活，适应性强，钻井作业风险降低，工作效率高， 可有效降低作业成本。
图1是本实用新型适应复杂地层的PDC钻头的冠部示意图。图中1.大型切削齿，2小型切削齿，3.副刀翼，4.中心水眼，5.钻头冠，6.主齿， 7.副齿，8.主刀翼，9.大型水眼。
具体实施方式
以下结合附图1和实施例对本实用新型作进一步说明。本实用新型适应复杂地层的PDC钻头，钻头体前端为钻头冠5，后端为连接螺纹， 钻头冠5上有刀翼，刀翼下部是保径，保径上安装有保径齿，钻头冠5上有水眼。钻头冠5 前端部设置为非均勻分布的2个主刀翼8和3个副刀翼3 ；两个主刀翼8之间安装1个副 刀翼1 ；主刀翼8、副刀翼3上均为前排的主齿6和后排的副齿7排列，副齿7的出露高度低 于主齿6。这样的排布既没有降低钻头本身的攻击性，同时又不影响岩屑的运移。[0010]主刀翼8前排主齿6靠近钻头心部处安装有小型切削齿2，靠近钻头外侧的肩部 安装有大型切削齿1 ；副刀翼3前排为大型切削齿1 ；主刀翼8、副刀翼3的前排大型切削齿 1后面安装的副齿7为小型切削齿2 ；副齿7与前排的大型切削齿1错位排布，如此排布能 够保证5个刀翼钻头心部的布齿密度，消除了因刀翼限制造成的薄弱环节。通常大型切削 齿1的尺寸大于或等于15mm，小型切削齿2的尺寸等于或小于14mm ；主刀翼8前排的主齿 6靠近钻头心部安装的是小型切削齿2，靠近钻头外侧的肩部安装的是大型切削齿1。本实用新型适应复杂地层的PDC钻头的水眼布置为，钻头心部设置有中心水眼4， 各主刀翼8、副刀翼3前设置有大型水眼9。钻头心部设置的中心水眼4能够中和横向力， 有效防止泥包，消除滞留和回流区域。应用本实用新型适应复杂地层的PDC钻头进行钻井作业，当钻遇较软地层时，主 齿6首先发挥作用。由于主齿6中的大型切削齿1为主导齿，单齿吃入地层较深，可以实现 较高的机械钻速；心部的中心水眼4既中和了横向力，消除滞留和回流区域，又加快了岩屑 的排出，避免重复切削，提高工作效率。当钻遇较硬地层时，不必起钻更换钻头，只需适当增 加钻压，迫使副齿7接触井底参与破岩，提高了钻头的利用率及其使用寿命；当穿过硬地层 后，又可以在低钻压下以较高的机械钻速钻进。应该注意的是，上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计 很多替代实施例而不脱离权利要求书的范围。
权利要求1.一种适应复杂地层的PDC钻头，钻头体前端的钻头冠上有刀翼，后端为连接螺纹，刀 翼下部是保径，保径上安装有保径齿，钻头冠上有水眼，其特征是钻头冠(5)前端部设置 为非均勻分布的2个主刀翼⑶和3个副刀翼(3)；两个主刀翼⑶之间安装1个副刀翼 (3)；主刀翼(8)、副刀翼(3)上排列有前排的主齿(6)和后排的副齿(7)，副齿(7)凸出钻 头冠(5)基体的高度低于主齿(6)的高度。
2.根据权利要求1所述适应复杂地层的PDC钻头，其特征是所述主刀翼(8)前排的主 齿(6)靠近钻头心部安装有小型切削齿(2)，靠近钻头外侧的肩部安装有大型切削齿(1)； 副刀翼(3)前排为大型切削齿(1)；主刀翼(8)、副刀翼(3)的前排大型切削齿(1)后面安 装的副齿(7)为小型切削齿(2)；副齿(7)与前排的大型切削齿⑴错位排布。
3.根据权利要求2所述适应复杂地层的PDC钻头，其特征是所述大型切削齿(1)的 尺寸大于或等于15mm，所述小型切削齿(2)的尺寸等于或小于14mm。
4.根据权利要求3所述适应复杂地层的PDC钻头，其特征是所述钻头冠(5)心部有 中心水眼(4)；每个主刀翼(8)、副刀翼(3)前方设置有大型水眼(9)。
专利摘要一种适应复杂地层的PDC钻头。为了解决在钻进作业中地层岩性不均、软硬夹层和砾岩等复杂岩性时，施工风险加大，钻井周期延长、作业成本增加的问题，本实用新型钻头冠前端部设置为非均匀分布的2个主刀翼和3个副刀翼；两个主刀翼之间安装1个副刀翼；主刀翼、副刀翼上排列有前排的主齿和后排的副齿，副齿的出露高度低于主齿；主刀翼前排的主齿靠近钻头心部安装有小型切削齿，靠近钻头外侧的肩部安装有大型切削齿；副刀翼前排为大型切削齿；主刀翼、副刀翼的前排大型切削齿后面安装的副齿为小型切削齿；副齿与前排的大型切削齿错位排布。其有益效果是结构简单、布齿灵活、适应性强，钻井作业风险小，工作效率高，可有效降低作业成本。
文档编号E21B10/43GK201778659SQ20102027542
公开日2011年3月30日 申请日期2010年7月28日 优先权日2010年7月28日
发明者于连杰, 张松峰, 田波, 贾铸胜, 陈洪涛, 魏向辉 申请人:中国石油集团渤海石油装备制造有限公司