一种适用定向钻进的pdc钻头的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种适用定向钻进的PDC钻头，以钻头基体的中心轴线为中心旋转分布有5排主PDC切削齿，以其中一排主PDC切削齿沿钻头基体的径向的基线为基准，另外4排主PDC切削齿沿钻头基体的径向的基线与基准之间沿逆时针方向的夹角依次为65°、134°、214°、278°，对应于每排主PDC切削齿、在每个主刀翼上均设有一排辅助PDC切削齿和硬质合金稳定元件，主刀翼的横截面呈向外凸起的圆弧状结构，在圆弧状结构最先吃入地层的部分设有外圆锥角。本实用新型结构简单，采用力平衡设计，能够有效减缓振动，提高钻头的工作稳定性，同时通过增设的辅助PDC切削齿，能提高切削的效率。
【专利说明】一种适用定向钻进的PDC钻头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及PDC钻头的【技术领域】，尤其是一种适用定向钻进的PDC钻头。
【背景技术】
[0002]在公知的【技术领域】，PDC钻头是为中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司、中国海洋石油集团公司在陆地和海洋进行石油钻探的重要工具。是上世纪末我国引进的高技术产品，在均质软到中硬地层钻井使用，具有速度快、寿命长、单位进尺成本底等优点。国内PDC钻头生产企业基本掌握了设计和制造技术，但由于科研投入远不及国外公司，开发新产品的能力有限，无论从可靠性、适应性还是从钻井性能上都与世界先进水平有较大差距。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种适用定向钻进的PDC钻头。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种适用定向钻进的PDC钻头，包括钻头安装座和钻头基体，在所述钻头基体上设有多排主PDC切削齿，每排主PDC切削齿分别设置在相对应的主刀翼上，在所述钻头基体上镶嵌有多个喷嘴，以所述钻头基体的中心轴线为中心旋转分布有5排主PDC切削齿，以其中一排主PDC切削齿沿钻头基体的径向的基线为基准，另外4排主PDC切削齿沿钻头基体的径向的基线与基准之间沿逆时针方向的夹角依次为65°、134°、214°、278°，对应于每排主PDC切削齿、在每个主刀翼上均设有一排辅助PDC切削齿和硬质合金稳定元件，所述主刀翼的横截面呈向外凸起的圆弧状结构，在所述圆弧状结构最先吃入地层的部分设有外圆锥角。
[0005]进一步的，作为一种具体的实施方式，本实用新型中至少有两个喷嘴的直径大小
不一致。
[0006]本实用新型的有益效果是:本实用新型结构简单，采用力平衡设计，能够有效减缓振动，提高钻头的工作稳定性，同时通过增设的辅助PDC切削齿，能提高切削的效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0008]图1是本实用新型的钻头的剖视图；
[0009]图2是本实用新型的钻头冠部端面的结构示意图；
[0010]图2是本实用新型的中主刀翼的剖视图；
[0011]图中:1.钻头安装座，2.钻头基体，3.主PDC切削齿，4.喷嘴，5.辅助PDC切削齿，
6.主刀翼，7.外圆锥角。
【具体实施方式】
[0012]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0013]如图1、图2和图3所示的本实用新型一种适用定向钻进的PDC钻头的优选实施例，包括钻头安装座I和钻头基体2，在所述钻头基体2上设有多排主PDC切削齿3，每排主PDC切削齿3分别设置在相对应的主刀翼6上，在所述钻头基体2上镶嵌有多个喷嘴4，以所述钻头基体2的中心轴线为中心旋转分布有5排主PDC切削齿3，以其中一排主PDC切削齿3沿钻头基体2的径向的基线为基准，另外4排主PDC切削齿3沿钻头基体2的径向的基线与基准之间沿逆时针方向的夹角依次为65°、134°、214°、278°，对应于每排主I3DC切削齿3、在每个主刀翼6上均设有一排辅助PDC切削齿5和硬质合金稳定兀件,所述主刀翼6的横截面呈向外凸起的圆弧状结构，在所述圆弧状结构最先吃入地层的部分设有外圆锥角7。
[0014]至少有两个喷嘴4的直径大小不一致，且为非对称式设计。
[0015]本实施例具有如下特点:
[0016](I)力平衡设计:经过试验设计的不均式的力平衡设计可以显著降低由钻头切削作用产生的井下振动，增加钻头的稳定性；
[0017](2)刀翼的弧线设计:适宜刀翼弧线设计，可在钻进时形成良好的工具面，并且有利于岩屑迅速脱离井底，还可分散钻头钻进时因切削地层产生的指向井壁的切削力。
[0018](3)适合的切削角度和混合加密布齿设计:即在合适角度的主PDC切削齿后面加装一排PDC切削齿和硬质合金稳定元件；
[0019](4)不对称射流的水力学设计；钻头上多个喷嘴射流在井底形成复杂流场，多股射流的相互干扰，消弱了漫流层的厚度，减小了漫流速度，本方案中水力设计按不对称布置喷嘴位置，且喷嘴直径不同，使水力射流在井底形成压力梯次，加快漫流速度，加速岩屑运移，充分冷却切削齿。
[0020]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种适用定向钻进的PDC钻头，包括钻头安装座(I)和钻头基体(2)，在所述钻头基体(2)上设有多排主PDC切削齿(3)，每排主PDC切削齿(3)分别设置在相对应的主刀翼(6)上，在所述钻头基体(2)上镶嵌有多个喷嘴(4)，其特征在于:以所述钻头基体(2)的中心轴线为中心旋转分布有5排主PDC切削齿(3)，以其中一排主PDC切削齿(3)沿钻头基体⑵的径向的基线为基准，另外4排主PDC切削齿(3)沿钻头基体⑵的径向的基线与基准之间沿逆时针方向的夹角依次为65°、134°、214°、278°，对应于每排主I3DC切削齿(3)、在每个主刀翼(6)上均设有一排辅助PDC切削齿(5)和硬质合金稳定元件，所述主刀翼(6)的横截面呈向外凸起的圆弧状结构，在所述圆弧状结构最先吃入地层的部分设有外圆锥角⑵。
2.如权利要求1所述的一种适用定向钻进的PDC钻头，其特征在于:至少有两个喷嘴(4)的直径大小不一致。
【文档编号】E21B10/46GK203584312SQ201320670256
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】任志坤, 崔明生, 王书桂 申请人:河北锐石钻头制造有限公司