一種具有凹坑流道表面的抗泥包pdc鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭，包括鉆頭本體，該鉆頭本體下部設(shè)有聯(lián)接鉆桿的螺紋接頭，上部設(shè)有若干刀翼，刀翼之間的溝槽形成鉆頭的流道槽，流道槽的全部或部分表面設(shè)有凹坑。這種具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭相比于常規(guī)PDC鉆頭，能明顯減小巖屑在流道槽的粘附，防止流道堵塞，達(dá)到抗泥包的目的，從而提高鉆頭鉆進(jìn)效率，降低鉆井成本。
【專利說(shuō)明】 一種具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油天然氣、礦山工程、建筑基礎(chǔ)工程施工、地質(zhì)、水文等鉆探設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]PDC鉆頭是一種利用聚晶金剛石復(fù)合片(即PDC齒，亦簡(jiǎn)稱齒)對(duì)巖石的刮切或剪切作用破巖的鉆頭，是現(xiàn)今鉆井工程中使用的主要破巖工具之一，特別是在中軟地層的鉆進(jìn)中PDC鉆頭使用得最多。為了使鉆頭的切削結(jié)構(gòu)和水力結(jié)構(gòu)達(dá)到更好的工作效果，在設(shè)計(jì)、制造鉆頭時(shí)，通常按照一定的規(guī)律將PDC齒分成若干組，同組的roc齒固結(jié)在同一個(gè)齒座上，每個(gè)齒座以及分布于其上的PDC齒構(gòu)成一個(gè)切削結(jié)構(gòu)單元，稱為刀翼(齒座為刀翼體)。刀翼之間的溝槽就形成了鉆頭的流道槽。流道槽主要是便于鉆井流體攜帶巖屑從井底排出。
[0003]PDC鉆頭在較快鉆進(jìn)或快速鉆進(jìn)時(shí)，特別是在遇到軟泥巖地層、易吸水膨脹的地層或軟硬交錯(cuò)的地層時(shí)，巖屑量較大，巖屑容易粘附并逐漸聚結(jié)在鉆頭的流道表面，阻塞流道，形成泥包。鉆頭泥包會(huì)使鉆頭的鉆巖能力顯著下降，而且使切削齒難以有效冷卻，齒的磨損速度加劇，導(dǎo)致鉆速降低，鉆頭使用壽命縮短。泥包嚴(yán)重時(shí)，鉆頭基本無(wú)鉆進(jìn)能力，無(wú)法形成明顯進(jìn)尺，此時(shí)需起下鉆更換鉆頭，這將明顯降低鉆井效率，增加鉆井成本。
[0004]因此，解決PDC鉆頭的泥包問(wèn)題，提高鉆進(jìn)效率，已成為鉆頭研究者們需要解決的重要問(wèn)題之一。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭，解決了 PDC鉆頭抗泥包問(wèn)題，從而提高鉆井效率，降低鉆井成本。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]一種具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭，包括鉆頭本體，該鉆頭本體下部設(shè)有聯(lián)接鉆桿的螺紋接頭，上部設(shè)有若干刀翼，刀翼之間的溝槽形成鉆頭的流道槽，流道槽的全部或部分表面設(shè)有凹坑。
[0008]作為優(yōu)選，刀翼前側(cè)面的流道槽表面設(shè)有凹坑。
[0009]作為優(yōu)選，流道槽的底面設(shè)有凹坑。
[0010]作為優(yōu)選，刀翼后側(cè)面的流道槽表面設(shè)有凹坑。
[0011]作為優(yōu)選，所述凹坑為圓形凹坑。
[0012]本發(fā)明的思路來(lái)源于生活在土壤中或者棲息于地洞中的動(dòng)物的降阻抗粘附的體表。為了減少泥土的粘附，某些動(dòng)物的體表從宏觀上呈現(xiàn)幾何非光滑的體表特征，如蜣螂、螻蛄、穿山甲等動(dòng)物的非光滑體表。這些動(dòng)物在黏濕土壤中具有降阻抗粘附的體表，其體表呈現(xiàn)出典型的非光滑特征，這些動(dòng)物體表的降阻抗粘附效果非常明顯。
[0013]鉆頭鉆進(jìn)時(shí)，鉆井液流體攜帶巖屑從流道槽表面運(yùn)移，巖屑與流道槽表面接觸。如果流道槽表面為光滑表面，巖屑量較大時(shí)，運(yùn)移任務(wù)量大，巖屑易于粘附在流道槽表面，形成巖屑團(tuán)，使流道不暢通，巖屑運(yùn)移困難，甚至堵塞流道，形成泥包。而本實(shí)用新型流道槽表面的全部或部分表面設(shè)有凹坑。首先，由于流道槽表面設(shè)有凹坑，減小了巖屑與流道槽的接觸面積，從而減少巖屑在流道槽表面的粘附。其次，凹坑可以儲(chǔ)存潤(rùn)滑液(鉆井液)，其能對(duì)從流道槽表面流過(guò)的巖屑起潤(rùn)滑作用，使巖屑與流道槽表面的粘附力和摩擦力大大下降。進(jìn)一步的，凹坑的存在使流道槽表面凹陷不平，對(duì)流經(jīng)凹坑的巖屑(團(tuán))具有斷屑、碎屑作用，使巖屑團(tuán)難以成型。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:這種具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭相比于常規(guī)PDC鉆頭，能明顯減小巖屑在流道槽的粘附，防止流道堵塞，達(dá)到抗泥包的目的，從而提高鉆頭鉆進(jìn)效率，降低鉆井成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型的俯視圖；
[0017]圖3是凹坑的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中巖屑經(jīng)過(guò)凹坑時(shí)的示意圖；
[0019]圖5是僅在刀翼前側(cè)面的流道槽表面設(shè)有凹坑的示意圖；
[0020]圖6是僅在流道槽的底面設(shè)有凹坑的示意圖；
[0021]圖7是僅在刀翼后側(cè)面的流道槽表面設(shè)有凹坑的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0023]參見(jiàn)圖1至圖3，一種具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭，包括鉆頭本體1，該鉆頭本體I下部設(shè)有聯(lián)接鉆桿的螺紋接頭2，上部設(shè)有若干刀翼3，刀翼3之間的溝槽形成鉆頭的流道槽4，流道槽4的全部表面設(shè)有凹坑5。
[0024]參見(jiàn)圖5至圖7，該P(yáng)DC鉆頭也可以僅在流道槽4部分表面設(shè)有凹坑5，即僅在刀翼前側(cè)面的流道槽4表面設(shè)有凹坑5或僅在流道槽4的底面設(shè)有凹坑5或僅在刀翼后側(cè)面的流道槽4表面設(shè)有凹坑5。
[0025]本實(shí)施例的凹坑5采用圓形凹坑，鉆頭加工更方便，抗泥包效果較好，也可以根據(jù)實(shí)際情況采用其他形狀的凹坑。
[0026]參見(jiàn)圖4，PDC鉆頭在鉆井過(guò)程中與其他鉆井工具結(jié)合起來(lái)一同下入井下，然后開(kāi)栗循環(huán)鉆井液并加壓旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)過(guò)程中，PDC齒刮切破巖時(shí)產(chǎn)生的巖屑沿著流道槽4移動(dòng)上返，當(dāng)鉆頭在較軟地層較快或快速鉆進(jìn)時(shí)，產(chǎn)生的巖屑量較大，巖屑容易粘附并逐漸聚結(jié)在鉆頭的流道槽表面，阻塞流道，形成泥包。由于本實(shí)用新型的PDC鉆頭，在流道槽4全部或部分表面設(shè)置凹坑5形成凹坑型非光滑表面。鉆頭在較軟地層鉆進(jìn)時(shí)，由于流道槽4為凹坑型非光滑表面，凹坑5可以減小巖屑與流道槽的接觸面積，減少巖屑在流道槽表面的粘附；凹坑5內(nèi)可以儲(chǔ)存潤(rùn)滑液6(鉆井液)，起著潤(rùn)滑作用，使巖屑與流道槽表面的粘附力和摩擦力大大下降；凹坑5的存在使流道槽表面凹陷不平，對(duì)流經(jīng)凹坑的巖屑(團(tuán))具有斷屑、碎屑作用，使巖屑團(tuán)難以成型。凹坑型非光滑表面能明顯起到減粘降阻的作用，從而防止泥包的產(chǎn)生，達(dá)到提高鉆進(jìn)效率的目的。
[0027]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭，包括鉆頭本體，該鉆頭本體下部設(shè)有聯(lián)接鉆桿的螺紋接頭，上部設(shè)有若干刀翼，刀翼之間的溝槽形成鉆頭的流道槽，其特征在于:流道槽的全部或部分表面設(shè)有凹坑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭，其特征在于:刀翼前側(cè)面的流道槽表面設(shè)有凹坑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭，其特征在于:流道槽的底面設(shè)有凹坑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭，其特征在于:刀翼后側(cè)面的流道槽表面設(shè)有凹坑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的具有凹坑流道表面的抗泥包PDC鉆頭，其特征在于:所述凹坑為圓形凹坑。
【文檔編號(hào)】E21B10/42GK203603766SQ201320738497
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】楊迎新, 林敏 , 陳煉, 徐強(qiáng), 劉偉, 陳鑫, 陳多禮, 楊瑋, 劉興鐸 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué), 四川川石·克銳達(dá)金剛石鉆頭有限公司, 四川川慶石油鉆采科技有限公司