一种可改变刀翼数量的pdc钻头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻头工具领域，具体是一种可改变刀翼数量的PDC钻头，特别适用于定向井、水平井等钻井作业。
【背景技术】
[0002]定向井、水平井等需要导向钻进时，采用PDC钻头导向钻进，具有机械钻速高、使用寿命长、安全性高等优点，但也存在滑动钻进时工具面不稳，易憋泵，造斜率偏低等缺点。根据大量roc钻头实钻经验可以看出，机械钻速快慢、工具面是否稳定与roc钻头的刀翼数量有很大关系，刀翼少则钻头容易吃入地层，复合钻进机械钻速高，但滑动钻进时工具面不稳、易憋泵、造斜率低；刀翼多则钻头难以吃入地层，复合钻进机械钻速偏低，但滑动钻进工具面稳定、不易憋泵、造斜率高。导向钻进过程是一个滑动钻进与复合钻进交替的过程，目前使用的PDC均是固定刀翼数量，PDC刀翼数量一定时，无法同时满足复合钻进时既有较高机械钻速，滑动钻进时又能工具面稳定、有较高造斜率的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有固定翼钻头存在的上述问题，提出一种通过改变不同钻进方式下刀翼的数量，在滑动钻进时有较多的刀翼切削地层，保证工具面稳定，有较高造斜率；复合钻进时有较少的刀翼切削地层，保证有较高的机械钻速的可改变刀翼数量的roc钻头。
[0004]本发明的技术方案是:
一种可改变刀翼数量的PDC钻头，包括胎体1、水力通道2、固定刀翼3和喷嘴4，其特征是:在固定刀翼之间的胎体I上还设有活动刀翼9。
[0005]上述方案进一步包括:
活动刀翼9上有T形卡块6，与之对应的胎体I上有T形卡槽7，活动刀翼9通过T形卡块6与胎体I上的T形卡槽7构成轴向插入配合，T形卡槽7下部设有限位防脱块8，T形卡槽7上部设有卡簧4，限位防脱块8作用在活动刀翼9T形卡块6下部，并构成限位和阻挡配合，卡簧4作用在活动刀翼9上部和胎体I之间。
[0006]限位防脱块8限定活动刀翼9在卡簧4的弹力作用下伸至最长时与固定刀翼3 —样长。
[0007]固定刀翼3与活动刀翼9交替设置在胎体I上。
[0008]采用本发明的PDC钻头，在不同钻进方式下，由于摩阻不同等原因，钻头承受钻压不同，滑动钻进时钻头承受钻压小，活动刀翼承受的压力较小，卡簧变形小，活动刀翼随同卡簧收缩少，PDC钻头吃入地层刀翼数量多；复合钻进时钻头承受钻压大，活动刀翼承受的压力较大，卡簧变形大，活动刀翼随同卡簧收缩多，PDC钻头吃入地层刀翼数量少。通过改变不同钻进方式下刀翼工作数量，满足了在滑动钻进时有较多的刀翼，保证工具面稳定，有较高造斜率；复合钻进时有较少的刀翼工作，保证有较高的机械钻速。并且其结构简单，使用方便，安全性高，适用性强。特别适用于定向井、水平井等导向钻进作业实际需要。
[0009]【附图说明】:
图1是一种可改变刀翼数量的PDC钻头实施例的结构示意图；
图2是图1的仰视图，即固定刀翼与活动刀翼分布图；
图3是图1中胎体上T形卡槽结构示意图。
[0010]图中:1.胎体，2.水力通道，3.固定刀翼，4.喷嘴，5.卡簧，6.T形卡块，7.T形卡槽，8.限位防脱块，9.活动刀翼。
【具体实施方式】
[0011]下面通过一个典型实施例对本发明做进一步说明。
[0012]参照图1、图2和图3，可改变刀翼数量的PDC钻头由胎体1、水力通道2、固定刀翼
3、喷嘴4、卡簧5、T形卡块6、Τ形卡槽7、限位防脱块8、活动刀翼9组成。水力通道2贯穿胎体I内部并且出胎体I处配多个喷嘴4，固定刀翼3、活动刀翼9最外部组成的尺寸达到钻头直径尺寸，固定刀翼3固定在胎体I上与胎体I连成一体，活动刀翼9上有T形卡块6，与之对应的胎体I上有T形卡槽7，T形卡槽7下部有限位防脱块8，T形卡槽7上部有卡簧5，活动刀翼9通过T形卡块6限定在胎体I上的T形卡槽7内，活动刀翼9随着卡簧5的伸缩而伸缩，限位防脱块8使活动刀翼9在卡簧5的弹力作用下伸至最长时与固定刀翼
3—样长，限位防脱块8同时防止活动刀翼9脱落。
[0013]在不同钻进方式下，由于摩阻不同等原因，钻头承受钻压不同，滑动钻进时钻头承受钻压小，活动刀翼9承受的压力较小，卡簧5变形小，活动刀翼9随同卡簧5收缩少，PDC钻头吃入地层刀翼数量多；复合钻进时钻头承受钻压大，活动刀翼9承受的压力较大，卡簧5变形大，活动刀翼9随同卡簧5收缩多，PDC钻头吃入地层刀翼数量少。通过改变不同钻进方式下刀翼数量，在滑动钻进时有较多的刀翼，保证工具面稳定，有较高造斜率；复合钻进时有较少的刀翼，保证有较高的机械钻速。
【主权项】
1.一种可改变刀翼数量的PDC钻头，包括胎体(I )、水力通道(2 )、固定刀翼(3 )和喷嘴(4)，其特征是:在固定刀翼之间的胎体(I)上还设有活动刀翼(9)。2.根据权利要求1所述的可改变刀翼数量的PDC钻头，其特征是:活动刀翼(9)上有T形卡块(6)，与之对应的胎体(I)上有T形卡槽(7)，活动刀翼(9)通过T形卡块(6)与胎体(I)上的T形卡槽(7)构成轴向插入配合，T形卡槽(7)下部设有限位防脱块(8),T形卡槽(7)上部设有卡簧(4)，限位防脱块(8)作用在活动刀翼(9) T形卡块(6)下部，并构成限位和阻挡配合，卡簧(4)作用在活动刀翼(9)上部和胎体(I)之间。3.根据权利要求2所述的可改变刀翼数量的PDC钻头，其特征是:限位防脱块(8)限定活动刀翼(9)在卡簧(4)的弹力作用下伸至最长时与固定刀翼(3) —样长。4.根据权利要求1、2或3所述的可改变刀翼数量的PDC钻头，其特征是:固定刀翼(3)与活动刀翼(9)交替设置在胎体(I)上。
【专利摘要】本发明涉及一种可改变刀翼数量的PDC钻头，主要由胎体、水力通道、喷嘴、固定刀翼、活动刀翼、卡簧、T形卡块、T形卡槽、限位防脱块组成。固定刀翼固定在胎体上与之连成一体；活动刀翼通过T形卡块限定在胎体上的T形卡槽内，卡槽下部有限位防脱块、上部有卡簧。在不同钻进方式下，由于摩阻不同等原因，钻头承受钻压不同。滑动钻进时钻头承受钻压小，活动刀翼随同卡簧收缩少，吃入地层刀翼数量多；复合钻进时钻头承受钻压大，活动刀翼随同卡簧收缩多，PDC钻头吃入地层刀翼数量少。通过改变不同钻进方式下刀翼数量，在滑动钻进时有较多的刀翼，保证工具面稳定，有较高造斜率；复合钻进时有较少的刀翼，保证有较高的机械钻速。
【IPC分类】E21B10/60, E21B10/42, E21B10/54
【公开号】CN105443043
【申请号】CN201410501705
【发明人】胥豪, 董志辉, 唐波, 孙铭新, 冯光通, 唐洪林, 杨春旭, 张晓明, 刘晓兰, 张玲
【申请人】中国石油化工集团公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年9月27日