一种能带出大块岩块的pdc钻头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于地质钻探设备领域，具体涉及一种能带出大块岩块的PDC钻头。
【背景技术】
[0002]现有的PDC钻头在钻进油层过程中，所带出的岩肩太细。根据这些细岩肩无法直接正确的判断地层中油气层的岩性，是否具有良好的生储油条件。因此，现有技术中，通常需要结合额外的“井壁取芯”以及电测技术来综合判断。井壁取心是指在井壁上指定的位置取出地层岩心的方法，其目的是为了证实地层的岩性、含油性和电性的关系。一般的井壁取芯方法是使用测井电缆将取心器下入井中，用炸药将取心器打入井壁，取下岩块以了解岩块及其中流体性质。井壁取芯的成本非常高昂，往往单口油井就需要上百万费用，同时还浪费大量时间成本，而且其取芯过程中还存在较大的安全隐患。
【实用新型内容】
[0003]为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种能带出大块岩块的PDC钻头。
[0004]本实用新型的能带出大块岩块的PDC钻头包括钻头本体和均匀分布在钻头本体前端的若干个切削单元；所述钻头本体的前端中部开设有可容纳岩块的凹槽，所述凹槽内部固定设置有能够折断岩块的偏心切削齿，所述钻头本体的前端还设置将折断的岩块从凹槽内运送至钻头本体外周侧的岩块通道。本实用新型的PDC钻头在钻进岩石层的同时，在其中间的凹槽内形成一个不断增长的岩块，当岩块的长度足以抵持偏心切削齿之后，继续增长的岩块即被偏心切削齿折断。折断后的大块岩块通过岩块通道离开凹槽，然后随着钻井泥浆被带至地面。本实用新型的PDC钻头能够在快速钻进的同时，直接钻出大块的岩块，无需再额外采取井壁取芯操作，节约了大量金钱和时间成本，降低了安全隐患。
[0005]优选的，所述偏心切削齿包括一个能将岩块前端推离中轴线的斜切面。本实用新型的PDC钻头具体的可通过一个斜切面将不断增长的岩块推离中轴线，进而折断岩块，结构简洁易行，操作方便。
[0006]优选的，所述斜切面从远离凹槽底面的一侧到贴近凹槽底面的一侧，不断靠近中轴线。
[0007]优选的，所述斜切面具体为一个倾斜的曲面。更为优选的，所述斜切面具体为一个平面，所述斜切面与所述中轴线的夹角为a，30° ^ α <60°。进一步优选的，α =45°。在本实用新型的PDC钻头中，虽然0° < α <90°即可实现斜切面折断岩块的功能，然而α过大或者过小，均不利于岩块的迅速折断。夹角α的大小在30°?60°内为宜，α =45°时尤佳，能够迅速折断岩块。
[0008]更优化的方案是，所述岩块通道具体为一个设置在相邻两个切削单元之间的通道凹槽，所述通道凹槽的一端与所述凹槽连通，另一端与PDC钻头周侧连通。本实用新型的PDC钻头的通道凹槽可与凹槽一体成型，更便于折断后的岩块从凹槽内滑出。同时，岩块通道的通道凹槽设计也可以使得增长的岩块，在偏心切削齿的作用下向通道凹槽内偏心，进而能够顺利被偏心切削齿折断。
[0009]优选的，所述凹槽内还设置有输送钻井液的送液孔。本实用新型增设的送液孔可以向凹槽内输送钻井液，钻井液可以吸收凹槽槽壁与岩块的摩擦产生的热量，同时，也起到润滑的作用。
[0010]优选的，所述送液孔具体设置在所述凹槽的侧壁上。设置在凹槽侧壁上送液孔输送出的钻井液，在钻头钻动下，可以迅速到达岩块的周侧。
[0011]由以上，本实用新型的能带出大块岩块的PDC钻头具有以下优点:保持钻头迅速钻进的同时，带出大块岩块，以方便岩层分析，节约时间和金钱成本，降低操作安全隐患；结构简洁，操作方便；等等。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型能带出大块岩块的PDC钻头结构示意图。
[0013]图2是图1的侧面结构示意图。
[0014]图3是本实用新型的PDC钻头运行时，岩块即将开始弯折的局部剖视图。
[0015]图4是本实用新型的PDC钻头运行时，岩块开始折断的局部剖视图。
[0016]图中:I为钻头本体；2为切削单元一 ；3为凹槽；4为岩块通道；5为切削单元二 ；6为偏心切削齿，7为岩块，8为中轴线。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。
[0018]如图1?图4所示，本实施例的能带出大块岩块的PDC钻头包括钻头本体I和均匀分布在钻头本体I前端的若干个切削单元。所述钻头本体I的前端中部开设有可容纳岩块的凹槽3，相邻的两个切削单元一 2和切削单元二 5之间设置有岩块通道4，所述岩块通道4为一个通道凹槽，通道凹槽的一端与所述凹槽3连通，另一端与PDC钻头周侧连通。所述凹槽3内部固定设置有能够折断岩块的偏心切削齿6，所述偏心切削齿6具体为一个具有斜切面的块体。块体的贴合面与凹槽3侧壁贴合，块体的底面与凹槽3的底面贴合固定，块体的斜切面设置在贴合面的对侧。所述斜切面为一个平面。所述斜切面从远离凹槽3底面的一侧到贴近凹槽3底面的一侧，不断靠近中轴线8。所述斜切面与中轴线8的夹角α =45°。所述凹槽3的侧壁上还设置有输送钻井液的送液孔。
[0019]本实施例的PDC钻头具体使用时，随着钻头向岩层的不断钻进，凹槽3周侧的岩层被钻碎成岩肩。凹槽3正对的岩层由于没有钻头的接触，则形成一个不断向上增长的岩块。如图3所示，随着岩块的不断增长(相对于钻头而言)，岩块逐渐抵持住偏心切削齿6的斜切面。如图4所示，继续增长的岩块被偏心切削齿6的斜切面推离中轴线8，进而被折断。折断后的岩块通过通道凹槽离开钻头本体，然后随着钻井泥浆被带至地面。
[0020]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种能带出大块岩块的PDC钻头，包括钻头本体⑴和均匀分布在钻头本体⑴前端的若干个切削单元，其特征在于:所述钻头本体(I)的前端中部开设有可容纳岩块的凹槽(3)，所述凹槽(3)内部固定设置有能够折断岩块的偏心切削齿(6)，所述钻头本体(I)的前端还设置将折断的岩块从凹槽(3)内运送至钻头本体⑴外周侧的岩块通道(4)。
2.根据权利要求1所述的能带出大块岩块的PDC钻头，其特征在于:所述偏心切削齿(6)包括一个能将岩块前端推离中轴线(8)的斜切面。
3.根据权利要求2所述的能带出大块岩块的PDC钻头，其特征在于:所述斜切面从远离凹槽(3)底面的一侧到贴近凹槽(3)底面的一侧，不断靠近中轴线(8)。
4.根据权利要求3所述的能带出大块岩块的PDC钻头，其特征在于:所述斜切面具体为一个倾斜的曲面。
5.根据权利要求3所述的能带出大块岩块的PDC钻头，其特征在于:所述斜切面具体为一个平面，所述斜切面与所述中轴线(8)的夹角为α，30° < α <60°。
6.根据权利要求5所述的能带出大块岩块的PDC钻头，其特征在于:所述α=45°。
7.根据权利要求1?6任一权利要求所述的能带出大块岩块的PDC钻头，其特征在于:所述岩块通道(4)具体为一个设置在相邻两个切削单元之间的通道凹槽，所述通道凹槽的一端与所述凹槽(3)连通，另一端与PDC钻头周侧连通。
8.根据权利要求7所述的能带出大块岩块的PDC钻头，其特征在于:所述凹槽⑶内还设置有输送钻井液的送液孔。
9.根据权利要求8所述的能带出大块岩块的PDC钻头，其特征在于:所述送液孔具体设置在所述凹槽(3)的侧壁上。
【专利摘要】本实用新型属于地质钻探设备领域，具体涉及一种能带出大块岩块的PDC钻头。本实用新型的能带出大块岩块的PDC钻头包括钻头本体(1)和均匀分布在钻头本体(1)前端的若干个切削单元，所述钻头本体(1)的前端中部开设有可容纳岩块的凹槽(3)，所述凹槽(3)内部固定设置有能够折断岩块的偏心切削齿(6)，所述钻头本体(1)的前端还设置将折断的岩块从凹槽(3)内运送至钻头本体(1)外周侧的岩块通道(4)。本实用新型的PDC钻头具有以下优点：保持钻头迅速钻进的同时，带出大块岩块，以方便岩层分析，节约时间和金钱成本，降低操作安全隐患；结构简洁，操作方便；等等。
【IPC分类】E21B10-43, E21B25-00
【公开号】CN204571845
【申请号】CN201520062242
【发明人】张衡
【申请人】张衡
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年1月28日