专利名称：一种适合垂直钻井系统的pdc钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适合垂直钻井系统的PDC钻头，广泛应用于深井、大斜度井、大位移井、水平井、分支井的防斜打直。
背景技术：
为了更好地解决石油勘探开发过程中的直井防斜问题，国内不少油田采用了垂直钻井系统进行防斜打直，并且取得了良好的防斜打直效果。然而，垂直钻井系统在研磨性强、可钻性差、高陡构造地层的提速效果并不是很明显。主要是由于与垂直钻井系统配合的PDC钻头结构设计针对性不强，忽略了垂直钻井系统对PDC钻头的设计要求，导致钻井提速效果受到了限制。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构设计更加合理，能够与垂直钻井系统相配合的PDC钻头。为解决上述技术问题，本实用新型的一种适合垂直钻井系统的PDC钻头主要包括:流道、排屑槽、喷嘴、钻头基体、副刀翼和主刀翼组成，钻头基体上设有副刀翼和主刀翼，流道位于副刀翼和主刀翼之间，排屑槽由钻头基体外侧介于副刀翼和主刀翼之间的空腔构成，喷嘴镶装在钻头基体上，副刀翼和主刀翼上设置有切削齿，主刀翼下部设有短保径块，所述短保径块表面均匀地分布有金刚石，同时由于副刀翼下端没有设置短保径块，这样能够增大钻头基体与副刀翼之间所形成排屑槽的过流面积，减少泥包现象发生。进一步的，所述副刀翼和主刀翼大小不等并且非对称设计，有利于保证钻头的稳定性，延长钻头的使用寿命，提高井身质量。进一步的,所述钻头基体整体与短接头焊接成一体。更进一步的，所述短保径块的边缘分布有侧向切削齿。本实用新型的有益效果:采用短保径块设计可降低保径支撑阻力，提高转向和受到动力钻具侧向推动时的敏感性；在短保径块边缘设置侧向切削齿，确保钻头在具有动态侧向力的条件下，对井眼低边同样具有攻击能力，提高了切削齿切削岩石的效率；短接头设计可缩短垂直钻井系统推块到钻头基体及工作表面的距离，有利于提高垂直钻井系统推靠钻头的效率，加快钻头形成降斜率。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型一种适合垂直钻井系统的PDC钻头端面示意图。图2是
图1中A-A方向的结构示意图。
具体实施方式
[0012]参照
图1、图2所示，一种适合垂直钻井系统的PDC钻头，主要由流道1、排屑槽2、喷嘴3、钻头基体4、副刀翼5和主刀翼6组成，钻头基体4上设有副刀翼5和主刀翼6，所述副刀翼5和主刀翼6大小不同并且非对称设计，有利于保证钻头的稳定性，延长钻头的使用寿命，提高井身质量；流道I位于副刀翼5和主刀翼6之间，排屑槽2由钻头基体4外侧介于副刀翼5和主刀翼6之间的空腔构成，喷嘴3镶装在钻头基体4上，副刀翼5和主刀翼6上设置有切削齿7，其中主刀翼6上的切削齿承担钻进初期的井底造型，用来挤碎岩芯便于其他切削齿进一步切削岩石；副刀翼上的切削齿在钻进过程中起着辅助切削的作用，主刀翼6下部设有短保径块8，所述短保径块8表面均匀地分布有金刚石11，短保径块8的边缘分布有侧向切削齿10，所述侧向切削齿10可以在确保钻头具有动态侧向力的条件下，对井眼低边岩石同样具有攻击能力，提高了切削齿切削岩石的效率，同时由于副刀翼5下端没有短保径块8能够增大钻头基体4与副刀翼所形成排屑槽的过流面积，减少泥包现象发生；钻头基体4整体与短接头9焊接成一体。在采用垂直钻井系统进行防斜打直钻进时，首先把PDC钻头与垂直钻井系统以及相应的钻具组合连接起来，一起下入井底，然后开泵循环钻井液并加压旋转钻进，在旋转钻进过程中，PDC钻头的短保径块可降低保径支撑阻力，提高转向和受到动力钻具侧向推动时的敏感性；短保径段的侧向切削齿可以在确保钻头具有动态侧向力的条件下，对井眼低边岩石同样具有攻击能力，这样就提高了切削齿切削岩石的效率；短接头设计缩短了垂直钻井系统推块到钻头基体及工作表面的距离，提高了垂直钻井系统推靠钻头的效率，加快钻头形成降斜率；而垂直钻井系统在高陡构造地层中则会自动重复追踪井斜变化，自动设定和调整工具侧向力，使井眼轨迹迅速恢复垂直状态，有效地解决了防斜和加大钻压之间的矛盾，较大幅度地提高了机械钻速。
权利要求1.一种适合垂直钻井系统的PDC钻头，包括流道(I)、排屑槽(2)、喷嘴(3)和钻头基体(4)，所述钻头基体(4)上设有副刀翼(5)和主刀翼(6)，所述流道(I)位于副刀翼(5)和主刀翼(6)之间，所述排屑槽(2)由钻头基体(4)外侧介于副刀翼(5)和主刀翼(6)之间的空腔构成，所述喷嘴(3)镶装在所述钻头基体(4)上，所述副刀翼(5)和所述主刀翼(6)上设置有切削齿(7)，其特征在于:所述主刀翼(6)下部设有短保径块(8)，所述短保径块(8)表面均匀地分布有金刚石(11)。
2.根据权利要求1所述的一种适合垂直钻井系统的PDC钻头，其特征在于:所述副刀翼(5)和所述主刀翼(6)大小不等并且为非对称设计。
3.根据权利要求1所述的一种适合垂直钻井系统的PDC钻头，其特征在于:所述钻头基体(4)整体与短接头(9)焊接成一体。
4.根据权利要求1所述的一种适合垂直钻井系统的PDC钻头，其特征在于:所述短保径块(8)的边缘分布有侧向切削齿(10)。
专利摘要本实用新型提供一种适合垂直钻井系统的PDC钻头主要包括流道、排屑槽、喷嘴、钻头基体、副刀翼和主刀翼组成，钻头基体上设有副刀翼和主刀翼，流道位于副刀翼和主刀翼之间，排屑槽由钻头基体外侧介于副刀翼和主刀翼之间的空腔构成，喷嘴镶装在钻头基体上，副刀翼和主刀翼上设置有切削齿，主刀翼下部设有短保径块，所述短保径块表面均匀地分布有金刚石，同时由于副刀翼下端没有设置短保径块，本实用新型结构设计更加合理，能够与垂直钻井系统相配合的PDC钻头。
文档编号E21B10/43GK203066867SQ201220739399
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者韦忠良, 曾义根, 崔伟 申请人:常州大学