一种组合保径PDC钻头的制作方法

本发明属于石油、天然气钻井和其他探矿作业的钻头技术领域，具体涉及一种组合保径PDC钻头。

背景技术：

目前，在石油、天然气和其他探矿钻井作业中，主要运用PDC(聚晶金刚石复合片)钻头进行钻进作业。随着钻井工艺的技术进步，不同井身结构对钻头的要求越来越高。在直井段钻进过程中，为了实现防斜打直，PDC钻头需要较长的保径段结构；在造斜段钻进过程中，为了提高造斜能力，PDC钻头需要较短的保径段结构；在水平段钻进过程中，为了保证井身质量，要求PDC钻头的工具面可控性强。专利《一种组合式PDC钻头》(申请号：2014103825966，申请日：2014.8.6，公开号：104100204，公开日：2014.10.15)提出可以更换PDC钻头的保径块，但是不能调整保径段的长度。组合保径PDC钻头能够减少尺寸规格，在降低钻头使用成本的同时，提高钻井工作效率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种组合保径PDC钻头，解决了现有PDC钻头不能调整保径段的长度的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种组合保径PDC钻头，包括通过紧固件连接的钻头体和保径环，钻头体上设置有刀冀和喷嘴，刀冀上布置有固定切削齿和保径齿a，保径环上设置有保径齿b。

本发明的特点还在于：

钻头体至少连接一个保径环。

钻头体和保径环之间的连接方式为螺纹连接、键连接、销连接之中一种或多种组合。

保径环与刀冀具有相匹配的切削轮廓线。

切削轮廓线为二维曲线或三维曲线。

保径齿b为主动保径齿、被动保径齿、耐磨合金之中一种或多种组合。

被动保径齿的材料采用硬质合金或聚晶金刚石复合体或热稳定聚晶金刚石或孕镶金刚石或天然金刚石或立方氮化硼或包含硬质合金或金刚石或立方氮化硼中任意一种。

本发明的有益效果是：本发明一种组合保径PDC钻头，1)使钻头具备保径结构调整功能，可根据不同钻井工艺要求搭配保径结构(如直井段用长保径，造斜段用短保径)，提高单只钻头利用率及井身质量；2)通过螺纹、键、销等连接方式，实现保径结构的快速调整，并达到安全传递扭矩的目的。

附图说明

图1是本发明一种组合保径PDC钻头实施例1的结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是图1中保径环的结构示意图；

图4是本发明一种组合保径PDC钻头实施例2的结构示意图；

图5是本发明一种组合保径PDC钻头实施例3中保径环的结构示意图；

图6本发明一种组合保径PDC钻头实施例4的局部剖视图。

图中，1.钻头体，2.保径环，3.刀冀，4.固定切削齿，5.喷嘴，6.保径齿a，7.紧固件，8.保径齿b，9.切削轮廓线，10.键。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1

本发明一种组合保径PDC钻头，如图1所示，图1的剖视图如图2所示，包括钻头体1，钻头体1上设置有刀冀3和喷嘴5，刀冀3上布置有固定切削齿4和保径齿a6，该钻头上设置三个保径环2，保径环2通过紧固件7与钻头体1连接；如图3所示为保径环2结构示意图，钻头体1和保径环2上布置键槽，并通过键10传递扭矩；保径环2上设置有保径齿b8，保径环2和刀翼3具有相匹配的切削轮廓线9。

实施例2

参照图4的组合保径PDC钻头，根据上述实施例1，保径环2的数量为两个。

实施例3

参照图5的组合保径PDC钻头，根据上述实施例1，保径环2上布置的保径齿b8为主动保径齿。

实施例4

参照图6的组合保径PDC钻头，根据上述实施例1，钻头体1和保径环2的连接方式为花键连接。

根据上述实施例1～4，保径环2和刀翼3具有相匹配的切削轮廓线9，切削轮廓线9为二维曲线或三维曲线。

除上述实施例给出的结构外，本发明中钻头体1和保径环2之间的连接方式还可以为螺纹连接、键连接、销连接之中一种或多种组合。

保径齿b8可以为主动保径齿、被动保径齿、耐磨合金之中一种或多种组合。

被动保径齿的材料采用硬质合金或聚晶金刚石复合体或热稳定聚晶金刚石或孕镶金刚石或天然金刚石或立方氮化硼或包含硬质合金或金刚石或立方氮化硼中任意一种。

本发明钻头保径可组合调整，根据不同钻井工艺选择不同保径方案，提高钻头适应性，即为同一只钻头提供多种保径结构方案，以满足不同钻井工况的需求。