一种适用湘中坳陷上古生界页岩气开采PDC钻头的制作方法

本发明涉及石油钻探设备技术领域，具体涉及一种适用湘中坳陷上古生界页岩气开采PDC钻头。

背景技术：

PDC钻头是聚晶金刚石复合片钻头的简称，是地质钻探行业常用的一种钻井工具。

PDC钻头分为胎体式PDC钻头和钢体式PDC钻头两大类，其中胎体式金刚石复合片(PDC)钻头是将金刚石复合片通过钎焊方式焊接在钻头胎体上的一种切削型钻头。胎体钻头用碳化钨粉末烧结而成，用人造聚晶金刚石复合片钎焊在碳化钨胎体上。钢体PDC钻头，是用镍、铬、钼合金机械加工成形。经过热处理后在钻头体上钻孔，将人造聚晶金刚石复合片压入(紧配合)钻头体内。

其中胎体型钻头既具有金刚石的硬度和耐磨性，又具有碳化钨合金的强度抗冲击性能，这类钻头在油田钻探中使用广泛，但是其热稳定性差，尤其是当钻头温度达到350摄氏度以上时，钻头磨损加剧，钻头的钻探效率和使用寿命明显下降。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用湘中坳陷上古生界页岩气开采PDC钻头，其通过在保径体上设置的水眼为排料槽提供充分的冷却，以及优化切削刀翼结构，解决了现有技术中胎体型PDC钻头在石油钻井时热稳定性差的技术问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种适用湘中坳陷上古生界页岩气开采PDC钻头，包括：

钻头本体，所述钻头本体内部设置有水腔；

多道切削刀翼，所述多道切削刀翼凸出地设置在所述钻头本体的冠部，凸出的任意两道相邻的切削刀翼之间形成排料槽，所有切削刀翼均在同一侧设置有若干切削刮齿；

保径体，所述保径体凸出地设置在钻头本体周面上并具有与所述切削刀翼相同的数量，多个保径体分别与多道所述切削刀翼连接，所述保径体上在与所述切削刮齿同侧的方向上设置有若干切削铣齿；

喷嘴，所述喷嘴设置在任意两道相邻切削刀翼之间的排料槽内，所述喷嘴与所述水腔连通。

进一步的，所述切削刀翼凸出的高度为钻头直径的0.05-0.2倍，所述保径体凸出的高度与所述切削刀翼凸出高度相当。

进一步的，所述切削刀翼设置5-8个，所述切削刀翼环形均布在钻头本体上。

进一步的，所述保径体上设置有水眼，所述水眼与所述水腔连通。

进一步的，每一个保径体上设置的水眼为3个。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过凸出设置在钻头本体冠部的多个切削刀翼之间形成排料槽，提高切削料的排出效率，并且通过喷嘴和水眼在钻头钻探过程中提供充分的水润滑，及时带走钻头的热量，起到对钻头的保护作用。

保径体与切削刀翼连接，起到辅助切削刀翼的作用，延长了切削刀翼的切削路径，并且保径体上设置的切削铣刀能够对钻头钻探出的钻孔进一步刮洗，使得钻孔孔壁更加光滑，对钻杆的伸入提供有利条件，避免钻杆在钻孔中受到磨损。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明的正视图。

图2是图1本发明俯视图。

图3是图1的仰视图。

图4是图1立体图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

作为本发明的优选实施例，请参阅附图1与图2：

一种适用湘中坳陷上古生界页岩气开采PDC钻头，包括：

钻头本体1，所述钻头本体1内部设置有水腔2；

多道切削刀翼3，所述多道切削刀翼3凸出地设置在所述钻头本体1的冠部，凸出的任意两道相邻的切削刀翼3之间形成排料槽4，所有切削刀翼3均在同一侧设置有若干切削刮齿5；

保径体6，所述保径体6凸出地设置在钻头本体周面上并具有与所述切削刀翼3相同的数量，多个保径体6与多道所述切削刀翼3连接，所述保径体6上在与所述切削刮齿5同侧的方向上设置有若干切削铣齿7，所述保径体6上设置有水眼9，所述水眼9与所述水腔2连通，每一个保径体6上设置的水眼9的个数为3个，所述保径体6的外壁面构成的圆周结构为圆台；

喷嘴8，所述喷嘴8设置在任意两道相邻的切削刀翼3之间的排料槽4内，所述喷嘴8与所述水腔2连通。

上述方案中，所述钻头本体1直径为200mm，所述切削刀翼3设置6个，所述切削刀翼3环形均布在钻头本体1上，所述切削刀翼3凸出的高度为钻头直径的0.15倍，即30mm，所述保径体6凸出的高度与所述切削刀翼3凸出高度相当。

在石油钻探开采过程中，钻孔的眼孔会出现眼缩现象，即钻过的眼孔孔径收缩，这对钻杆的伸入起到一定的阻碍作用，使得钻杆与孔径壁之间的摩擦增大，本方案中，通过保径体6以及设置在保径体6上的切削铣刀7对钻过的孔壁进一步铣削，保径体6延长了切削刀翼3的切削路径，保证了钻过的眼孔出现眼缩后得到铣削扩孔，使得钻孔孔壁更加光滑，对钻杆的伸入提供有利条件，避免钻杆在钻孔中受到磨损，从而保证了钻杆随着钻头伸入钻孔的流畅性，同时，设置在保径体6上的水眼9可以将水腔2中的水引入到保径体6和排料槽4内对这部分空间进行润滑，促进切削后的泥土能够及时的排出；凸出设置在钻头本体1冠部的多个切削刀翼3之间形成排料槽4，能够提高切削料的排出效率，并且通过喷嘴8和水眼9在钻头钻探过程中提供充分的水润滑，及时带走钻头的热量，起到对钻头的保护作用，提高了钻头的热稳定性。

本发明中的PDC钻头在钻井前，先将井底清理干净，确保没有金属杂物，开始钻孔时，先使用小钻压、低转速磨合，然后用适合钻压和转速钻进，其优选的钻压为30-60KN，转速217-117r/min，每钻进250-300m，需要进行一次中途短起。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。