专利名称：一种长保径双向钻进pdc钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油钻井用的PDC钻头，尤其是一种长保径双向钻进PDC钻头。
背景技术：
目前，国内外石油钻井过程中使用的PDC钻头，一般保径都比较短，不能很好地起到防斜及防螺旋井眼的作用；在起钻时遇到井塌、缩径时无法进行处理；在钻遇砾岩地层时，钻头损坏极快，没有快速穿越的能力。
实用新型内容为了克服现有PDC钻头的不足，本实用新型提供一种长保径双向钻进PDC钻头。本实用新型的技术方案是:该长保径双向钻进PDC钻头包括钻头体，长刀翼，短刀翼，喷嘴，切削齿，耐磨保径体。其特征在于:刀翼的下部刀头部分镶装着切削齿及后排齿；在刀翼的上部一即刀柄部分的上部，镶装着反向切削齿；刀翼的刀柄部分与钻头体外圆柱表面形成一段右螺旋线型的棱面-保径部分，保径部分较长。为了提高钻头的稳定性，提高防斜、防螺旋井眼的能力，钻头的保径部分长150-500毫米，右螺旋线型棱面的螺距为200-900毫米。为了提高钻头的稳定性又减少钻头的阻力，钻头保径部分加工成中间直径稍小的哑铃的形状。为了提高钻头的稳定性又减少钻头的阻力，钻头长刀翼与短刀翼的刀柄部分-即钻头保径部分，可以加工成长刀翼的保径部分长、短刀翼的保径部分短的形式。为了提高钻头井底射流的能量，更方便钻屑的清除，在常规的双圆弧型喷嘴的内壁上，加工出有旋向的花瓣状的凹槽-即形成螺旋线型喷嘴，用螺旋线型喷嘴取代钻头的普通喷嘴，螺旋线型喷嘴可以使用一个或是多个。为了提高钻头井底射流的能量，更方便钻屑的清除，螺旋线型喷嘴是右螺旋线型的。为了进一步提高钻头井底射流的能量，更方便钻屑的清除，螺旋线型喷嘴花瓣凹槽的数量可以是3-12个。为了进一步提高钻穿砾岩地层的能力，钻头可采用多层布齿的方式。一般可布2-4层。本实用新型的有益效果是，加长了保径部分，提高了钻头的力学稳定性，对于防斜及防螺旋井眼有较大的好处；反向切削齿的安装，保证了钻头双向钻进功能的实现；多层的布齿及后排齿的使用提高了钻头钻穿砾岩地层的能力；用螺旋线型喷嘴取代钻头的普通喷嘴，提高了钻头井底射流的能量。
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以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型实施例的钻头倒置时的俯视示意图。图2是刀翼2或3刀柄部分(保径部分)的立体结构示意图。图3是刀翼2或3刀柄部分(保径部分)改进后的一种结构立体示意图。图4是刀翼2在以钻头中心线为轴心的平面上投影的示意图。图5是刀翼2拥有二层布齿，在以钻头中心线为轴心的平面上投影的示意图。图6是右旋螺旋线型喷嘴过中心线剖面的全剖示意图。图7是图6螺旋线型喷嘴的俯视图。图8是图6螺旋线型喷嘴花瓣状的凹槽在以中心线为轴心的平面上投影的示意图。图中1.钻头体，2.长刀翼，3.短刀翼，4.喷嘴，5.切削齿，6.后排齿，7.反向切削齿，8.耐磨保径体，9.二层切削齿。
具体实施方式
如图1所示，长保径双向钻进PDC钻头，它包括钻头体1，3个长刀翼2，3个短刀翼3,6个喷嘴4，切削齿5，后排齿6。在钻头体I上结合着长刀翼2和短刀翼3 ;在每个刀翼的前面钻头体上镶装着喷嘴4 ;刀翼的下部刀头部分镶装着切削齿5及后排齿6 ;刀翼的刀柄部分与钻头体外圆柱表面形成一段右螺旋线型的棱面-保径部分，保径部分较长；长刀翼2的保径部分比短刀翼3的保径部分长。如图2所示，在刀翼的上部一即刀柄部分的上部，镶装着3个反向切削齿7 ;在刀翼的正面上一即刀柄位置与井眼接触的圆弧形面上，镶有耐磨保径体8。螺旋线型的棱面-保径部分的垂直长度为250毫米，其螺距为600毫米。如图3所示，刀翼刀柄部分的中间，加工成直径稍小的哑铃的形状。如图4所示，在刀翼的上部一即刀柄部分的上部，镶装着3个片状反向切削齿7，在刀翼的下部刀头部分镶装着柱状切削齿5。如图5所示，在刀翼的下部刀头部分镶装着柱状切削齿5，还拥有第二层布齿，镶装着片状的二层切削齿9。如图6、图7、图8所示，在常规的双圆弧型喷嘴的内壁上，加工出向右旋的花瓣状的凹槽-形成右螺旋线型喷嘴，花瓣状的凹槽有六个。
权利要求1.一种长保径双向钻进PDC钻头，主要由钻头体(I)、长刀翼(2)、短刀翼(3)、喷嘴(4)、切削齿(5)、耐磨保径体(8)组成，其特征在于:长刀翼(2)或短刀翼(3)的下部刀头部分镶装着切削齿(5)及后排齿(6);在长刀翼(2)或短刀翼(3)的上部一即刀柄部分的上部，镶装着反向切削齿(7);刀翼的刀柄部分与钻头体外圆柱表面形成一段右螺旋线型的棱面-保径部分，保径部分较长。
2.根据权利要求1所述的一种长保径双向钻进PDC钻头，其特征是:钻头的保径部分一右螺旋线型的棱面长150-500毫米，右螺旋线型棱面的螺距为200-900毫米。
3.根据权利要求1所述的一种长保径双向钻进PDC钻头，其特征是:钻头保径部分加工成中间直径稍小的哑铃的形状。
4.根据权利要求1所述的一种长保径双向钻进PDC钻头，其特征是:钻头长刀翼(2)与短刀翼(3)的刀柄部分-即钻头保径部分，可以加工成长刀翼(2)的保径部分长、短刀翼(3)的保径部分短的形式。
5.根据权利要求1所述的一种长保径双向钻进PDC钻头，其特征是:在常规的双圆弧型喷嘴的内壁上，加工出有旋向的花瓣状的凹槽-即形成螺旋线型喷嘴，用螺旋线型喷嘴取代钻头的普通喷嘴，螺旋线型喷嘴可以使用一个或是多个。
6.根据权利要求5所述的一种长保径双向钻进PDC钻头的螺旋线型喷嘴，其特征是:螺旋线型喷嘴花瓣凹槽的数量可以是3-12个。
7.根据权利要求5所述的一种长保径双向钻进PDC钻头的螺旋线型喷嘴，其特征是:螺旋线型喷嘴是右螺旋线型的。
8.根据权利要求1所述的一种长保径双向钻进PDC钻头，其特征是:钻头可采用多层布齿的方式，一般可布2-4层。
专利摘要一种长保径双向钻进PDC钻头，包括钻头体，长刀翼，短刀翼，喷嘴，切削齿，后排齿，反向切削齿，耐磨保径体。在钻头体上结合着长刀翼和短刀翼；在每个刀翼的前面钻头体上镶装着喷嘴；刀翼的下部刀头部分镶装着切削齿及后排齿；在刀翼的上部--即刀柄部分的上部，镶装着反向切削齿；在刀翼的刀柄与井壁接触的圆弧形面上，镶有耐磨保径体；刀翼的刀柄部分与钻头体外圆柱表面形成一段右螺旋线型的棱面-保径部分，保径部分较长；还采用螺旋线型喷嘴来取代普通的喷嘴。
文档编号E21B10/43GK202970487SQ20122006855
公开日2013年6月5日 申请日期2012年2月26日 优先权日2012年2月26日
发明者袁淑英, 陈广岭 申请人:袁淑英, 陈广岭