一种双排式预破应力的pdc钻头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双排式预破应力的PDC钻头，它包括钻头冠部（1）、主刀翼（2）、副刀翼（3）和喷嘴（4），主刀翼（2）和副刀翼（3）均设置在钻头冠部（1）上，喷嘴（4）设置在钻头冠部（1）上，所述的主刀翼（2）和副刀翼（3）上均设置有前排PDC复合片和后排PDC复合片，所述的前排PDC复合片均为常规圆柱PDC复合片（5），后排PDC复合片均为楔形PDC复合片（6），所述的楔形PDC复合片（6）均高于常规圆柱PDC复合片（5）2~3mm；所述的楔形PDC复合片（6）的长度方向的前后端面均为扇形状。本实用新型的有益效果是：结构简单、综合机械性能高、提高PDC复合片的冷却效果、延长钻头使用寿命、节省劳动量、提高钻井效率。
【专利说明】一种双排式预破应力的PDC钻头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种油气田钻井作业领域井下工具钻头，特别是一种双排式预破应力的PDC钻头。
【背景技术】
[0002]目前，PDC是油气田专用替代老式牙轮钻的油井钻头，其具有高耐磨性、高冲击性、防斜、防泥包、高钻速等特点，PDC钻头被誉为高技术、高投入、高产出的“三高”产品。当roc钻头在使用过程中，由于PDC具有高转速、低钻压、高进尺等高性能优势，PDC钻头在油气田钻井过程中的应用，可大大降低油田的开采成本，加快开采速度，提高油田开采的经济效益
[0003]PDC钻头包括钻头接头、钻头冠部、主刀翼和副刀翼，主刀翼和副刀翼上均安装在钻头冠部上，钻头接头与钻头冠部连接，人造聚晶金刚石复合片作为复合片安装在主刀翼和副刀翼上，PDC钻头是以切削的方式破碎岩石的钻井工具。针对不同的地质地层特点，PDC复合片的耐用性和高效性与PDC复合片在主刀翼和副刀翼上的分布情况和PDC复合片的形状有着密切的关系。
[0004]目前，常用的PDC钻头为圆柱形PDC复合片，这些圆柱形PDC复合片在主刀翼和副刀翼上均单排排列，这种钻头在软地层中的使用寿命较长，但是当这种钻头吃入到塑性泥岩等地层时，塑性岩泥层内的坚硬的岩石直接与圆柱形PDC复合片作用，当圆柱形PDC复合片长时间钻削塑性岩泥层内时，会导致圆柱形PDC复合片顶部磨损，导致片高度逐渐减小，最终导致钻头寿命降低、机械钻速下降、钻井效率明显下降，钻井工人只有取出钻头并且更换钻头，无疑是增加了劳动量、降低了工作效率。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、综合机械性能高、提高PDC复合片的冷却效果、延长钻头使用寿命、节省劳动量、提高钻井效率的双排式预破应力的PDC钻头。
[0006]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:一种双排式预破应力的PDC钻头，它包括钻头冠部、主刀翼、副刀翼和喷嘴，主刀翼和副刀翼均设置在钻头冠部上，喷嘴设置在钻头心部，所述的主刀翼或副刀翼上均设置有前排PDC复合片和后排PDC复合片，前排PDC复合片均为常规圆柱PDC复合片，后排PDC复合片均为楔形PDC复合片，所述的楔形TOC复合片均高于常规圆柱PDC复合片2?3mm。
[0007]所述的钻头冠部上设置有三个主刀翼，三个主刀翼呈三角形设置在钻头冠部上。
[0008]所述的钻头冠部上设置有三个副刀翼，三个副刀翼呈三角形设置在钻头冠部上。
[0009]所述的楔形PDC复合片的长度方向的前后端面均为扇形状。
[0010]所述的钻头冠部的心部设置有三个可更换的活动喷嘴。
[0011]本实用新型具有以下优点:(I)本实用新型的所述的主刀翼和副刀翼上均设置有前排PDC复合片和后排PDC复合片，所述的前排PDC复合片均为常规圆柱PDC复合片，后排PDC复合片均为楔形PDC复合片，楔形PDC复合片顶部为锋利的刀刃，当钻头吃入到塑性岩泥层内时，塑性岩泥层内的岩石首先被楔形PDC复合片的刀刃预先切削，因此，岩石上会产生多道破碎应力和扩展裂纹，随后带有破碎应力和扩展裂纹岩石被常规圆柱PDC复合片轻松切削，从而提高了钻头的综合机械性能、延长了延长钻头使用寿命。(2)本实用新型的楔形PDC复合片均高于常规圆柱PDC复合片2~3mm，因此，首先被磨损的是楔形PDC复合片，即保证了钻头的钻削速度，也防止了常规圆柱PDC复合片的磨损，因此工人无需频繁的取出钻头并更换钻头，节省劳动量、提高钻井效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图；
[0013]图2为图1的A-A剖视图；
[0014]图3为本实用新型的楔形roc复合片的结构示意图；
[0015]图中，1-钻头冠部，2-主刀翼，3-副刀翼，4-喷嘴，5-常规圆柱H)C复合片，6-楔形PDC复合片。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述:
[0017]如图1-3所示，一种双排式预破应力的PDC钻头，它包括钻头冠部1、主刀翼2、副刀翼3和喷嘴4，主刀翼2和副刀翼3均设置在钻头冠部I上，喷嘴4设置在钻头冠部I上，如图1所示，所述的主刀翼2或副刀翼3上均设置有前排H)C复合片和后排PDC复合片，前排PDC复合片均为常规圆柱PDC复合片5，后排PDC复合片均为楔形I3DC复合片6，如图2所示，楔形PDC复合片6均高于常规圆柱PDC复合片5 2^3mm,因此，首先被磨损的是楔形I3DC复合片，即保证了钻头的钻削速度，也防止了常规圆柱PDC复合片的磨损，因此工人无需频繁的取出钻头并更换钻头，节省劳动量、提高钻井效率。钻头冠部I上设置有三个主刀翼2，三个主刀翼2呈三角形设置在钻头冠部I上；钻头冠部I上设置有三个副刀翼3，三个副刀翼3呈三角形设置在钻头冠部I上。如图3所示，楔形PDC复合片6的长度方向的前后端面均为扇形状，楔形PDC复合片6顶部为锋利的刀刃，这些刀刃能预先将岩石切削，岩石上会产生多道破碎应力和扩展裂纹，随后带有破碎应力和扩展裂纹岩石被常规圆柱PDC复合片5轻松切碎，从而提高了钻头的综合机械性能、延长了延长钻头使用寿命；所述的钻头冠部I的心部设置有三个可更换的活动喷嘴4，提高PDC复合片的冷却效果。
【权利要求】
1.一种双排式预破应力的PDC钻头，它包括钻头冠部(I)、主刀翼(2)、副刀翼(3)和喷嘴(4)，主刀翼(2)和副刀翼(3)均设置在钻头冠部(I)上，喷嘴(4)设置在钻头冠部(I)上，其特征在于:所述的主刀翼(2)和副刀翼(3)上均设置有前排PDC复合片和后排PDC复合片，所述的前排PDC复合片均为常规圆柱PDC复合片(5)，后排PDC复合片均为楔形PDC复合片(6)，所述的楔形PDC复合片(6)均高于常规圆柱PDC复合片(5) 2?3mm。
2.根据权利要求1所述的一种双排式预破应力的PDC钻头，其特征在于:所述的钻头冠部(I)上设置有三个主刀翼(2)，三个主刀翼(2)呈三角形设置在钻头冠部(I)上。
3.根据权利要求1或2所述的一种双排式预破应力的PDC钻头，其特征在于:所述的钻头冠部(I)上设置有三个副刀翼(3)，三个副刀翼(3)呈三角形设置在钻头冠部(I)上。
4.根据权利要求1所述的一种双排式预破应力的PDC钻头，其特征在于:所述的楔形PDC复合片(6)的长度方向的前后端面均为扇形状。
5.根据权利要求1所述的一种双排式预破应力的PDC钻头，其特征在于:所述的钻头冠部(I)的心部设置有三个可更换的活动喷嘴(4)。
【文档编号】E21B10/46GK203669756SQ201420015195
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】王为民, 刘萍, 寇申盛, 肖厚恩, 熊贵洲 申请人:四川联鼎盛吉科技发展有限公司