一种随钻扩眼工具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种随钻扩眼工具，包括钻头体，钻头体上有领眼体和扩眼体，所述扩眼体的刀翼上布置圆形齿和尖形齿。本实用新型可以使扩眼体刀翼上的切削齿易于吃入地层，增强扩孔能力，改善扩孔效果，提高钻进速率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻探设 备【技术领域】，特别是涉及一种适用于石油天然气钻井用的双心扩眼钻头。 一种随钻扩眼工具
【背景技术】
[0002] 随着套管开窗侧钻和老井的二次开发越来越多，扩眼工具得到了大量应用。钻井 工程中的扩眼施工通常有两种方式：其一，先用常规钻头钻出领眼孔（即先导孔)，再换用扩 孔钻头或工具进行扩孔施工，也即钻领眼施工与扩眼施工是分别进行的；其二、用"随钻扩 眼"的方式，边钻进边扩眼，一次性完成钻、扩施工。双心随钻扩眼工具亦称为"双心扩眼钻 头"、"双心钻头"、"双心扩眼工具"等，是一种常用的随钻扩眼工具或扩眼钻头之一，常常用 于老井深钻、侧钻等条件下的随钻扩眼施工。双心扩眼工具为固定式偏心结构体，主要由 领眼体(用于钻领眼的切削结构）和不对称设置的扩眼体(用于扩眼的切削结构）组成，轴线 为领眼体的中心轴线。双心随钻扩眼工具领眼体的切削结构与常规固定切削齿钻头基本相 同，一般采用对称或基本对称的刀翼式切削结构（即包括多个在周向对称或基本对称布置 的刀翼，刀翼上设置roc复合片等切削齿)。扩眼体则不同，虽然通常也采用刀翼式切削结 构，但刀翼在双心随钻扩眼工具的圆周方向是不对称设置的，即仅在一部分圆周区域(一个 扇形圆周区域)设置有扩眼刀翼，其余圆周区域则无。双心随钻扩眼工具（以下亦简称为"扩 眼工具"或"扩眼钻头"）的使用方式是：扩眼工具下入并通过一段直径较小的井眼(通常为 套管内孔)，下入过程中扩眼工具的领眼体的轴线与井眼的中心线有一定的偏移；穿过小直 径井眼后，扩眼工具绕自身轴线旋转钻进，可在较小直径井眼下方钻出直径更大的井眼。
[0003] 在扩眼作业时，扩眼体上的切削齿往往磨损严重，其磨损速度一般快于领眼体上 的切削齿。这是由于扩眼体上的切削齿旋转半径大，线速度高，承担的切削破岩任务重。当 扩眼体上的切削齿磨损后，切削齿与岩石的接触面积将增大，这不仅降低扩眼体上的切削 齿吃入地层岩石的能力，降低扩眼体的破岩效率；而且还会增大扩眼体上的钻压分配，减小 领眼体上分配的钻压，降低领眼体上切削齿吃入地层的深度，从而降低钻头破岩效率。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的就是克服上述现有技术的不足，提供一种随钻扩眼工具，使扩 眼体的刀翼上的切削齿易于吃入地层，增强扩孔能力，改善扩孔效果，提高钻进速率。
[0005] 本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：
[0006] 一种随钻扩眼工具，包括钻头体，钻头体上有领眼体及扩眼体，所述扩眼体刀翼上 布置有尖形齿和圆形齿。
[0007] 作为优选，所述尖形齿的出露高度大于等于圆形齿。
[0008] 作为优选，所述扩眼体上只有部分刀翼上布置有尖形齿。
[0009] 作为优选，所述扩眼体上的每个刀翼上都布置有尖形齿。
[0010] 作为优选，所述尖形齿与圆形齿在覆盖设计中相间布置。 toon] 作为优选，所述尖形齿与圆形齿在周向同轨布置。
[0012] 作为优选，所述圆形齿与尖形齿具有相同的后倾角。
[0013] 作为优选，所述圆形齿与尖形齿具有不同的后倾角。
[0014] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
[0015] (1)尖形齿齿尖曲率半径小，其比相同高度的圆形齿的齿尖相对要尖(锐)，较普通 圆形更易于吃入地层岩石，可明显提高了钻头的破岩效率。
[0016] (2)圆形齿和尖形齿组成的复合切削结构，共同承担切削破岩任务。尖形齿能较好 的吃入岩石，形成预破碎。能使圆形齿更容易吃入地层，提高钻头的破岩效率。
[0017] (3)即使切削齿处于磨损状态，尖形齿仍然比圆形齿具有更窄的齿刃宽度，比磨损 的圆形齿吃入地层的能力要强，从总体上能减缓钻头的钝化趋势。
[0018] (4)本实用新型能根据地层灵活地选择尖形齿和圆形齿相复合，能提高钻头的设 计针对性和钻头的适应性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型的结构示意图；
[0020] 图2是本实用新型的下入已钻井眼(或套管）示意图；
[0021] 图3是本实用新型的正常扩眼钻进示意图；
[0022] 图4是扩眼体刀翼上尖形齿与圆形齿在覆盖设计中相间布置的示意图；
[0023] 图5是扩眼体刀翼上尖形齿与圆形齿在周向同轨布置示意图。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
[0025] 参见图1至图5, 一种随钻扩眼工具，包括钻头体，钻头体上有领眼体1及扩眼体 2,所述扩眼体2的刀翼上布置有尖形齿4和圆形齿3。
[0026] 在工作时，如图2所示，随钻扩眼工具6 (双心扩眼钻头）下入并通过一段直径较 小的井眼7 (通常为套管内孔)，下入过程中扩眼钻头6的领眼体1的轴线5 (也为双心扩眼 钻头自身旋转的轴线）与井眼7的中心线9有一定的偏移；如图3所示，扩眼钻头6穿过小 直径井眼7后，扩眼钻头6绕自身轴线5旋转钻进，可在较小直径井眼7下方钻出直径更大 的井眼8。
[0027] 根据地层情况(硬地层、不均质地层等情况)确定尖形齿4的出露高度，尖形齿4的 出露高度大于等于圆形齿3。
[0028] 所述扩眼体2上的每个刀翼上都布置有尖形齿4,或者只有部分刀翼上布置有尖 形齿4。
[0029] 所述圆形齿3与尖形齿4具有相同的后倾角，或者具有不同的后倾角。
[0030] 参见图4,所述尖形齿4与圆形齿3在覆盖设计中相间布置。
[0031] 参见图5,所述尖形齿4与圆形齿3在周向同轨布置，即尖形齿4与圆形齿3具有 相同的定位半径和定位高度。
[0032] 根据不同的地层，选择不同的尖形齿4、出露高度及布齿方式有利于满足扩眼要 求，提高钻井速度，适应复杂多变的井下环境。
[0033] 钻头在钻进过程中，尖形齿4首先预破碎岩石，然后圆形齿3以剪切方式切削岩 石，这种圆形齿3和尖形齿4相结合的复合切削结构，大大增强了扩眼体上切削齿吃入地层 的能力及扩眼体的有效切削能力，增强扩孔能力，钻进速度更快，切削过程更平稳，扩眼效 果更好。
[0034] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种随钻扩眼工具，包括钻头体，钻头体上有领眼体及扩眼体，其特征在于：所述扩 眼体刀翼上布置有尖形齿和圆形齿，所述尖形齿的出露高度大于等于圆形齿。
2. 根据权利要求1所述的一种随钻扩眼工具，其特征在于：所述扩眼体上只有部分刀 翼上布置有尖形齿。
3. 根据权利要求1所述的一种随钻扩眼工具，其特征在于：所述扩眼体上的每个刀翼 上都布置有尖形齿。
4. 根据权利要求1所述的一种随钻扩眼工具，其特征在于：所述尖形齿与圆形齿在覆 盖设计中相间布置。
5. 根据权利要求1所述的一种随钻扩眼工具，其特征在于：所述尖形齿与圆形齿在周 向同轨布置。
【文档编号】E21B7/28GK203905813SQ201420075272
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】杨迎新, 杨玮, 徐帅兵, 任海涛, 陈炼, 胡良坡, 曾恒, 刘明, 周学军 申请人:西南石油大学, 四川川石·克锐达金刚石钻头有限公司