专利名称：长寿命pdc扩眼钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油、地质钻井用钻头。
背景技术：
目前，已有的PDC扩眼钻头为解决大尺寸井眼和难钻井段的钻头机械钻速慢，采用一钻一扩或多扩、双级或多级钻头等提高钻井速度，实现从较小直径井眼扩到较大直径井眼，适用于软～中硬地层、安全可靠、机械钻速快、钻压和扭矩较小。在使用过程中由于受到钻柱振动和地层软硬交错等因素的影响，切削齿易于因冲击和过大吃入造成先期损坏，寿命较低。
发明内容
本实用新型为解决PDC扩眼钻头的切削齿因冲击和过大吃入造成先期损坏，寿命较低的问题，提供一种既具有PDC扩眼钻头提高钻井速度的特性，寿命又长的长寿命PDC扩眼钻头，实现从较小直径井眼扩到较大直径井眼。本实用新型的目的就是为提供长寿命PDC扩眼钻头。
为实现上述目的，长寿命PDC扩眼钻头由上接头、扩眼体和下接头组成，扩眼体上布置有刀翼和流道，切削齿和辅助元件固定在扩眼体的刀翼上，辅助元件布置在对应切削齿的同一刀翼上、且在对应切削齿的后面。
采用这种结构后，新型长寿命PDC扩眼钻头既能实现从较小直径的井眼扩出较大直径的井眼，并且安全可靠、机械钻速快、进尺高、钻压和扭矩较小。可以应用于一钻一扩或多扩、双级或多级钻头等中，在大尺寸井眼和难钻地层中，增大地层自由面，部分地使地层的三向应力状态转化为二向应力状态，提高钻头的切削效率和机械钻速。又因在长寿命PDC扩眼钻头的切削齿后布置辅助元件。其一后置辅助元件可以起缓冲器的作用，有效限制过大吃入，保护切削齿，增加长寿命PDC扩眼钻头的寿命；其二如果辅助元件为切削元件，不仅对切削齿具有保护作用，在切削齿损坏后还具有辅助切削功能，进一步加长长寿命PDC扩眼钻头的寿命。故而具有寿命长的特点。
图1长寿命PDC扩眼钻头结构示意图
具体实施方式
下面结合图对本实用新型做进一步的详细说明。
图1所示长寿命PDC扩眼钻头由上接头[1]、扩眼体[2]和下接头[3]组成，在扩眼体[2]上布置有流道[4]和刀翼[5]，在刀翼[5]上固定有切削齿[6]和辅助元件[7]，辅助元件[7]布置在切削齿[6]之后。切削齿[6]为聚晶金刚石复合片(PDC)，辅助元件[7]可以是PDC、TSP、金刚石孕镶块、硬质合金柱或烧结胎体凸台等，其中PDC和TSP为辅助切削元件。
在现场使用时，长寿命PDC扩眼钻头由于受到钻柱振动和地层软硬交错等因素的影响和作用，易于产生冲击和过大吃入现象，在切削齿[6]受到的冲击载荷较大及产生的吃入达到或超过切削齿[6]与辅助元件[7]之间的高差时，辅助元件[7]接触地层，一方面辅助切削齿[6]承担部分冲击载荷，避免崩碎切削齿[6]；另一方面阻止切削齿[6]进一步吃入，避免产生过大吃入崩断切削齿[6]。当辅助元件[7]用PDC和TSP等辅助切削元件时，当辅助切削元件接触地层时，将一方面保护切削齿[6]被崩碎和崩断，另一方面辅助切削地层。由于辅助元件[7]对切削齿[6]的有效保护，加长切削齿[6]的寿命，因此有效加长长寿命PDC扩眼钻头的寿命，增加长寿命PDC扩眼钻头的进尺，而机械钻速不受影响，节约钻井成本，具有显著的经济效益和社会效益。
与PDC扩眼钻头相似，长寿命PDC扩眼钻头可与钻头、扩眼钻头等整体组装形成整体式双级扩眼钻头、整体式多级扩眼钻头、整体式双级钻头或整体式多级钻头。
在扩眼体[2]上端连接一只、二只、三只、四只或五只大直径扩眼体，在组合体两端连接上接头[1]和下接头[3]，形成整体式双级扩眼钻头或整体式多级扩眼钻头。
在扩眼体[2]下端连接小直径导眼钻头；在上端连接上接头[1]，或先连接一只、二只、三只、四只或五只大直径扩眼体，再连接上接头[1]。形成整体式双级钻头或整体式多级钻头。
权利要求1.长寿命PDC扩眼钻头由上接头[1]、扩眼体[2]和下接头[3]组成，其特征在于上接头[1]、扩眼体[2]与下接头[3]相连接，在扩眼体[2]上布置有流道[4]和刀翼[5]，在刀翼[5]上固定有切削齿[6]和辅助元件[7]，辅助元件[7]布置在切削齿[6]之后。
2.根据权利要求1所述的长寿命PDC扩眼钻头，其特征在于切削齿[6]为PDC，辅助元件[7]是PDC、TSP、金刚石孕镶块、硬质合金柱或烧结胎体凸台。
3.根据权利要求1所述的长寿命PDC扩眼钻头，其特征在于在扩眼体[2]上端连接一只、二只、三只、四只或五只大直径扩眼体，在组合体两端连接上接头[1]和下接头[3]。
4.根据权利要求1所述的长寿命PDC扩眼钻头，其特征在于在扩眼体[2]下端连接小直径导眼钻头；在上端连接上接头[1]，或先连接一只、二只、三只、四只或五只大直径扩眼体，再连接上接头[1]。
专利摘要本实用新型长寿命PDC扩眼钻头采取在PDC扩眼钻头的切削齿后布置辅助元件。其一后置辅助元件可以起缓冲器的作用，有效减小冲击和限制过大吃入，保护切削齿，增加长寿命PDC扩眼钻头的寿命；其二如果辅助元件为切削元件，不仅对切削齿具有保护作用，在切削齿损坏后还具有辅助切削功能，从而进一步加长长寿命PDC扩眼钻头寿命。因此本实用新型长寿命PDC扩眼钻头既具有普通PDC扩眼钻头的“两次钻井完成较大直径的井眼”和“组成双级钻头，利用先钻后扩增大地层自由面，部分地使地层的三向应力状态转化为二向应力状态，提高钻头的切削效率和机械钻速”特性外，还具有寿命长的特点。
文档编号E21B10/26GK2825917SQ200520086630
公开日2006年10月11日 申请日期2005年8月26日 优先权日2005年8月26日
发明者彭烨, 侯庆勇, 王福修, 李百胜, 张崇砚, 张焕宪 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院