[发明专利]后倾圆角形螺旋刮刀钻头

说明书

技术领域：

本发明涉及油田表层钻井领域中的一种钻采工具，具体的说是涉及一种用于直接破碎岩石、钻穿岩层的刮刀钻头。

背景技术：

在油田表层钻井领域中，螺旋刮刀钻头应用较广泛。但是经过长时间的使用后发现，这种普通螺旋刮刀钻头存在如下缺点：这种钻头在钻进过程中，主要以切削、剪切的方式来破碎地层，对钻头的磨损较大，并且，在钻进过程中，钻头的扭矩大，稳定性差。

发明内容：

为了解决现有普通螺旋刮刀钻头在钻井后对钻头的磨损较大，并且钻头的扭矩大、稳定性差的问题，本发明提供一种后倾圆角形螺旋刮刀钻头，该种后倾圆角形螺旋刮刀钻头改变了传统的切削方式，具有扭矩小、稳定性强、耐磨性高的特点。使用该钻头钻井，钻头进尺高、钻速快，除具有修整井壁的功能外，还能防止井斜的发生。可降低钻井成本，具有明显的经济效益和社会效益。

本发明的技术方案是：该种后倾圆角形螺旋刮刀钻头，包括钻头体、钻头帽、钻头喷嘴、钻头螺旋片以及钻头刮刀片，其中所述钻头刮刀片的钻头切削面后倾，形成的切削角范围在0度～90度之间，所述钻头刮刀片的侧面切削面增加一个切削角，称为钻头保径切削角，其范围在0度～45度之间。此外，在所述钻头刮刀片的上端外缘为倒圆角结构，其倒角半径R在0～100毫米之间。同时，钻头刮刀片的上端面内倾，形成一个钻头内倾角，所述钻头内倾角的范围在0度～45度之间。

本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，该种后倾圆角形螺旋刮刀钻头以刮削和刮挤的方式破碎地层，其钻头切削面后倾，同时钻头侧面切削面增加了切削角，并且刮刀片外缘采用倒圆角设计，使钻头在钻进过程中扭矩减小，增加了钻头的稳定性，减少了刮刀片的破坏及磨损，使得钻头进尺得到大大提高。并且，该钻头刮刀片采用内倾角结构，使钻头钻进过程中，防止井斜的发生。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的俯视图。

图中1-钻头喷嘴，2-钻头帽，3-钻头刮刀片，4-钻头螺旋片，5-钻头体。

具体实施方式：

下面结合附图对发明作进一步说明：

由图1结合图2所示，该种后倾圆角形螺旋刮刀钻头，包括钻头体5、钻头帽2、钻头喷嘴1、钻头螺旋片4以及钻头刮刀片3。其中所述钻头刮刀片3的钻头切削面后倾，形成的切削角α范围在0度～90度之间，所述钻头刮刀片3的侧面切削面增加一个切削角，称为钻头保径切削角β，其范围在0度～45度之间，这样，可以增加钻头耐磨性，减小钮矩。

以上，是本发明的基本方案，下面给出本发明的2个优化实施方案：

首先，可以在上述方案的基础上对原有钻头刮刀片3进行改进，即如图1所示，将所述钻头刮刀片3的上端外缘设计为倒圆角结构，其倒角半径R在0～100mm之间，从而可以减小钻头刮刀片受力。

其次，如图1所示，可以使所述钻头刮刀片3的上端面内倾，形成一个钻头内倾角θ，所述钻头内倾角θ的范围在0度～45度之间，从而使钻头的稳定性得以增加。

总之，应用本发明，该种后倾圆角形螺旋刮刀钻头以刮削和刮挤的方式破碎地层，其钻头切削面后倾，同时钻头侧面切削面增加了切削角，并且刮刀片外缘采用倒圆角设计，使钻头在钻进过程中钮矩减小，增加了钻头的稳定性，减少了刮刀片的破坏及磨损，使得钻头进尺得到大大提高。并且，该钻头刮刀片采用内倾角结构，使钻头钻进过程中，防止井斜的发生。基于上述诸多优点，本发明非常适于在油田表层钻井领域内推广应用。