一种适用于径向钻孔套管开窗的带钻穿显示双顶钻头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻井钻头领域，特别是一种在石油、天然气及油气田、煤田增产作业中，适用于径向钻孔套管开窗的带钻穿显示双顶钻头。
【背景技术】
[0002]水力喷射径向钻孔技术是利用专用的磨铣钻头将套管钻穿，再使用高压水射流在油层的不同方向及不同深度喷射，从而钻出多个水平的小直径井眼。可以增加井眼在油藏中的长度、扩大泄油面积、提高采收率；可重复利用上部井段、降低钻井成本；可降低油井管理和环境保护等费用。水力喷射径向钻孔技术对油气井增产、特别是老井挖潜改造具有重要意义。
[0003]利用水力喷射径向钻孔技术进行作业时，需要先对目的层套管进行开窗，将套管钻穿。首先将转向器用油管下到目的层位置，锚定，再利用连续油管将马达及磨铣钻头下入，通过转向器，使磨铣钻头垂直于套管壁，开泵，开始磨铣套管。将套管钻穿后，起出马达以及磨铣钻头，使用连续油管下入高压软管及喷嘴，喷嘴通过转向器后，顺利进入已磨穿的孔眼内，开泵，利用高压水射流喷射破岩。同时，高压软管在喷嘴产生的自牵引力作用下向前运动，当喷射井眼达到设计要求深度时，作业结束。
[0004]在水力喷射径向钻孔施工作业时，常用的套管开窗磨铣钻头钻穿套管用时较长，效率不高，而且现有技术对于判断是否钻穿套管没有直观的办法。常用观察压力变化及扭矩变化，进而依靠操作人的经验进行主观判断，准确性难以确定，对作业效率带来较大影响。
[0005]201220264177.9披露了一种水力喷射径向钻孔套管开窗专用钻头，其在钻头本体末端圆柱面上加装了突出于本体外圆的指示销钉，通过它来判断开窗是否成功。采用此种结构，在使用连续油管下入的过程中，指示销钉容易被碰断，导致无法对开窗成功进行准确判断。
【发明内容】
[0006]为了克服现有的磨铣钻头磨铣效率不高及套管开窗难以直观判断的不足，本发明提供一种适用于径向钻孔套管开窗的带钻穿显示双顶钻头，该钻头不仅能提高套管开窗的效率，而且能直观的判断套管开窗是否成功。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括:
一种适用于径向钻孔套管开窗的带钻穿显示双顶钻头，该钻头本体上有刀刃；在钻头本体的根部固定有钻穿显示环，钻穿显示环由易磨削材料制成，穿显示环的直径大于钻头本体最大直径。
[0008]上述方案进一步包括:所述钻头本体是四刀刃构造，在每个刀刃顶部有一个与钻头本体轴线呈一定角度的第一切削刃。
[0009]在所述第一切削刃底部，还有另外第二切削刃，第二切削刃与第一切削刃的交角呈纯角。
[0010]钻穿显示环与钻头本体轴线呈直角，钻穿显示环的直径大于钻头第二切削刃外径。
[0011]所述钻穿显示环为铝制圆环，套装在钻头本体螺纹根部。
[0012]采用本发明进行套管开窗时，首先由钻头本体顶部的切削刃进行对套管壁的钻目艮，由于当将套管壁钻出孔眼且达到一定直径及深度后后，钻头本体顶部切削刃下的另一个切削刃开始工作，对钻穿的孔眼进行扩大。同时顶部的切削刃继续进行开孔，两个切削刃同时进行配合工作，直至钻出达到设计要求的孔眼为止。由于顶部的切削刃角度与一般切削钻头相比较更小，因而具有更好的定心功能，切削更稳定。双切削刃的结构，相比单切削刃，其切削效率高，刃部不易磨损，可靠性好。
[0013]其次当钻头本体开窗达到设计要求的直径和一定的深度后，钻穿显示环接触套管壁，继续钻进，则钻穿显示环大于钻头切削刃外径的部分会被磨掉，从而可以判断开窗成功。而且钻穿显示环不易在连续油管下入过程中被碰断，判断准确可靠，简便易行；钻穿显示环方便更换，成本低。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的钻头的结构示意图。
[0015]图中1.钻头本体，2.钻穿显示环，3.第一切削刃，4.第二切削刃。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的详细说明。
[0017]一种适用于径向钻孔套管开窗的带钻穿显示双顶钻头，包括钻头本体发明I发明以及钻穿显示环发明2发明两部分。钻头本体发明I发明是四刀刃构造，在每个刀刃顶部有一个与钻头本体发明I发明轴线呈一定角度的第一切削刃发明3发明，在第一切削刃发明3发明底部，还有第二切削刃发明4发明，与第一切削刃发明3发明呈钝角。钻穿显示环发明2发明由易磨削材料制成，可以套在在钻头本体发明I发明螺纹根部，钻穿显示环发明I发明与钻头本体发明2发明轴线呈直角，其直径大于钻头切削刃外径。
[0018]采用本发明进行套管开窗时，首先由钻头本体发明I发明顶部的第一切削刃发明3发明进行对套管壁的钻眼，当将套管壁钻出孔眼且达到一定直径及深度后，钻头本体发明I发明顶部第一切削刃发明3发明下的第二切削刃发明4发明开始工作，对钻穿的孔眼进行扩大。同时顶部的切削刃继续进行开孔，两个切削刃同时进行配合工作，直至钻出达到设计要求的井眼为止。
[0019]当钻头本体发明I发明开窗达到设计要求的直径和一定的深度后，钻穿显示环发明2发明接触套管壁，继续钻进，则钻穿显示环发明2发明大于钻头切削刃外径的部分会被磨掉，从而可以判断开窗成功。
[0020]本发明并不仅限于上述实施例，例如，两个切削刃的之间的交角角度可以在大于90度小于180度之间任意选择，钻穿显示环可以设计为其它的厚度以及直径，其安装位置可以不仅限于钻头本体根部。凡是在本发明公开的技术方案基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性劳动就可以对其中的技术特征作出替换以及变形，这些替换和变形均在本发明保护的范围内。
【主权项】
1.一种适用于径向钻孔套管开窗的带钻穿显示双顶钻头，该钻头本体(I)上有刀刃；其特征是:在钻头本体(I)的根部固定有钻穿显示环(2)，钻穿显示环(2)由易磨削材料制成,穿显示环(2)的直径大于钻头本体(I)最大直径。
2.根据权利要求1所述的适用于径向钻孔套管开窗的带钻穿显示双顶钻头，其特征是:所述钻头本体(I)是四刀刃构造，在每个刀刃顶部有一个与钻头本体(I)轴线呈一定角度的第一切削刃(3)。
3.根据权利要求2所述的适用于径向钻孔套管开窗的带钻穿显示双顶钻头，其特征是:在所述第一切削刃(3)底部，还有另外第二切削刃(4)，第二切削刃(4)与第一切削刃(3)的交角呈钝角。
4.根据权利要求3所述的适用于径向钻孔套管开窗的带钻穿显示双顶钻头，其特征是:钻穿显示环(2)与钻头本体(I)轴线呈直角，所述钻穿显示环(2)的直径大于钻头第二切削刃(4)外径。
5.根据权利要求1所述的一种适用于径向钻孔套管开窗的带钻穿显示双顶钻头，其特征是:所述钻穿显示环(2)为铝制圆环，套装在钻头本体(I)螺纹根部。
【专利摘要】本发明涉及一种适用于径向钻孔套管开窗的带钻穿显示双顶钻头，包括钻头本体、钻穿显示环。钻穿显示环由易磨削材料制成，套在在钻头本体根部，直径大于钻头切削刃外径。采用本发明进行套管开窗时，首先由钻头顶部的切削刃对套管壁进行钻眼，两个切削刃同时进行配合工作，直至钻出达到设计要求的孔眼为止。当钻头开窗达到设计要求的直径和一定的深度后，钻穿显示环接触套管壁，继续钻进，则钻穿显示环大于钻头切削刃外径的部分会被磨掉，从而可判断开窗成功，准确可靠。
【IPC分类】E21B12-02, E21B10-00, E21B29-06
【公开号】CN104747083
【申请号】CN201310743753
【发明人】聂云飞, 张俊杰, 吴仲华, 蔡文军, 韩通, 张辉, 朱杰然, 孙艳军, 刘峰, 王朝平, 左灵, 任红, 张锐
【申请人】中国石油化工集团公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月31日