专利名称：一种双级切削pdc钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油及地质钻井PDC钻头的结构改进。
PDC钻头在均质的软～中硬地层中具有机械钻速快、寿命长、进尺多等优点，大直径PDC切削件钻头在极软～中地层中性能更优越。然而，目前在用的常规大直径PDC切削件钻头存在着成本较高的不足(因为PDC切削件的本身成本随尺寸的增大而成数倍的增长。)，其机械钻速也有待提高。
本实用新型的目的是提供一种成本较低且机械钻速更高的双级切削PDC钻头。本实用新型主要由钻头体、大直径PDC切削件、小直径PDC切削件和喷嘴组成；用一定数量的小直径PDC切削件代替部分大直径PDC切削件，且小直径PDC切削件的出露高度低于大直径PDC切削件；大直径PDC切削件的排布密度很小，但能完全覆盖井底，其大、小PDC切削件总的井底覆盖系数与常规大直径PDC切削件钻头相当。
本实用新型采用大、小PDC切削件混合镶装，形成两级切削结构，第一级为大直径PDC切削件，第二级为小直径PDC切削件，且第一级切削结构的出露高于第二级切削结构。由于本实用新型采用一定数量的小直径PDC切削件代替了部分大直径PDC切削件，而小直径PDC切削件的成本远小于大直径PDC切削件，因而钻头成本大幅度下降。钻头在初始状态，参与切削地层的仅仅是第一级切削结构大直径PDC切削件，此时相当于一个布齿密度很低的钻头，因而其机械钻速高于常规大直径切削件PDC钻头。在钻头进入使用后期，第二级切削结构小直径PDC切削件开始参与切削地层，此时的机械钻速与常规大直径PDC切削件钻头相当。综合起来，本实用新型既降低了制造成本，又提高了总平均机械钻速。因此，使用本实用新型钻井可获得显著经济效益。
说明书附图图1．一种双级切削PDC钻头顶视图图2．一种双级切削PDC钻头井底切削包络线
1．钻头体2．大直径PDC切削件3．小直径PDC切削件4．喷嘴现结合说明书附图对本实用新型作进一步的描述本实用新型象常规大直径PDC切削件钻头一样适应于钻极软～中地层。在钻井过程中，首先把本实用新型与其它井下工具连接起来，下入井底。然后，开泵循环钻井液并加钻压旋转钻进。由于本实用新型采用双级切削结构，且第一级的出露高于第二级，因此在使用初期，只有第一级切削结构大直径PDC切削件[2]参与切削地层，又因为大直径PDC切削件[2]本身的井底覆盖系数小于常规大直径PDC切削件钻头，因此，此时本实用新型的机械钻速高于常规大直径PDC切削件钻头。当本实用新型进入使用后期，第一级切削结构大直径PDC切削件[2]出现较大磨损时，第二级切削结构小直径PDC切削件[3]开始参与切削地层，从而保证本实用新型具有较长的使用寿命，而此时本实用新型全部切削件的井底覆盖系数与常规大直径PDC切削件钻头相当，因此，此时本实用新型的机械钻速与常规大直径PDC切削件钻头相当。所以，本实用新型具有与常规大直径PDC切削件钻头一样的寿命，但总平均机械钻速高，而且本身制造成本低。
权利要求1．一种双级切削PDC钻头，主要由钻头体[1]、大直径PDC切削件[2]、小直径PDC切削件[3]及喷嘴[4]组成，其特征是大直径PDC切削件[2]与小直径PDC切削件[3]混合镶装。
2．根据权利要求1所述的双级切削PDC钻头，其特征是大直径PDC切削件[2]的出露高度大于小直径PDC切削件[3]的出露高度。大直径PDC切削件[2]为第一级切削结构，小直径PDC切削件[3]为第二级切削结构。
3．根据权利要求1所述的双级切削PDC钻头，其特征是大直径PDC切削件[2]的排布密度很小，但能完全覆盖井底，其大直径PDC切削件[2]与小直径PDC切削件[3]总的井底覆盖系数与常规大直径PDC切削件钻头相当。
专利摘要本实用新型属于石油及地质钻井PDC钻头的结构改进。主要由钻头体、大直径PDC切削件、小直径PDC切削件及喷嘴组成，其大直径PDC切削件与小直径PDC切削件混合镶装。大直径PDC切削件为第一级切削结构，小直径PDC切削件为第二级切削结构，且第一级切削结构的出露高度大于第二级。本实用新型具有制造成本低、机械钻速高之优点。
文档编号E21B10/46GK2352665SQ9822240
公开日1999年12月8日 申请日期1998年9月18日 优先权日1998年9月18日
发明者王福修 申请人:胜利石油管理局钻井工艺研究院