[实用新型]一种表层套管钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种套管钻井用的钻头，属于钻井井下工具类。

背景技术

套管钻井在世界范围内的钻井领域具有广泛的应用前景，与传统钻井方法相比，套管钻井方便、快捷，钻井、下套管一次完成等优点。国外对套管钻井的研究和应用比较早，而且取得了很好的应用效果。套管钻井的一个重要部件就是钻头，国外套管钻井所用钻头的表面是硬质合金铝，刀翼韧性好，但硬度差，只适应泥沙岩层等比较疏松的岩层钻井，而对比较硬的地层却无法钻井，并且国外价格昂贵、购买周期长，成本高。为了提高钻头对地层的适应性，可以满足各种地层岩石的要求，而且成本低，钻头的中心部分具有可钻性。另外，套管钻井由于不带浮箍浮鞋，注水泥后固井胶塞的碰压，只有靠翻板密封阻挡水泥浆倒流，密封不可靠，常常采用带压候凝，从而增加生产成本。

实用新型内容

本实用新型目的在于设计一种方便、成本低的表层套管钻头。

本实用新型包括管状本体，在所述本体的下端固定连接外刀翼，在本体内通过剪断销钉连接管状滑套，在滑套上设置竖向限位槽，在本体上固定与限位槽配合的限位销钉，在所述滑套的下端固定连接铝芯体，在所述铝芯体上端的中心设置上、下两个台阶，所述上台阶直径大于所述下台阶直径，在所述下台阶与铝芯体下端之间设置喷嘴；在所述上台阶的径向设置外大内小的侧孔，在滑套侧壁设置通孔，在所述上台阶的径向侧孔与所述滑套侧壁的通孔内设置柱塞；在所述滑套上端螺纹连接设有轴向通孔的挡板，在所述轴向通孔的下端设置翻板，所述翻板连接在挡板的下端；在所述挡板内壁的一个周向均布至少两个径向凹槽，在所述各径向凹槽内分别通过弹簧支撑可径向移动的挡杆。

在剪断销钉被剪断情况下，滑套可沿着限位销钉在本体内向下滑动，同时，限位销钉可以限制滑套和铝芯体不会被推出本体，确保外刀翼不会收缩，从而产生永久变形状。

本实用新型的钻头与套管连接旋转钻入地层(和常规钻井相同)，翻板的作用是在接套管时防止泥浆带入流沙进入钻头水眼，从而预防堵水眼。当钻达预定井深后，上提钻具2-3m，循环钻井液洗井1-2周。向井口投入尼龙球，循环钻井液，当尼龙球下行到铝芯体下台阶处，憋压，压力增加到一定程度，剪切销钉被剪断，压力推动滑套和铝芯体一同下移，当柱塞完全暴露出本体时，此时柱塞失去约束在液压力的作用下被推出，将钻头上的循环孔打开，限位销钉可以限制滑套和铝芯体进一步下行，保证滑套和铝芯体不会被推出本体。此时通过滑套和铝芯体将外刀翼上布置的硬质合金片完全胀开到滑套的外部，外刀翼胀开后的直径大于或等于滑套直径和套管内径。注水泥，然后采用自锁式胶塞替浆，自锁式胶塞下行，挡板里的挡杆由于弹簧让位，自锁式胶塞进一步下行到限位时，挡板里的挡杆在弹簧推力的作用下推出，锁在自锁式胶塞的凹槽里，泄压后，由于自锁式胶塞被锁住，实现敞压候凝，保证固井质量。表层固井后，下入牙轮钻头即可钻除钻头内较软的铝芯体，完成下部井段钻进。

本实用新型直接采用套管(取代传统的钻杆)向井下传递机械能量和水力能量，井下钻具组合接在套管柱下面，边钻进边下套管，完钻后作钻柱用的套管直接留在井内作完井用。套管钻井技术将钻进和下套管合并成一个作业过程。特别适合表层套管钻井，特别是在近表松软易坍塌地层的大井眼中，如裸眼钻完后难于下套管的地区，而钻井和下套管同步进行可以消除下套管卡阻等问题。采用本实用新型可提高钻井效率20％以上，节约钻机在用时间，减少井壁坍塌等钻井事故的发生，避免起下钻对裸眼的抽汲和激励，利于井壁稳定。近表松软易坍塌地层，消除下表层套管卡阻现象，具有环空面积小、形状均匀、流速稳定、利于携岩、节省与钻杆、钻铤等有关费用等优势。如通过采用特殊设计的固井自封式胶塞及胶塞座，实现注水泥后固井胶塞的碰压及通过固井胶塞的自锁功能实现敞压候凝，有利于提高固井质量。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

图2为图1的A-A向剖示图。

具体实施方式

如图1、2所示，在管状本体1的下端焊接固定外刀翼7，在本体内通过剪断销钉15连接管状滑套4，在滑套4上设置竖向限位槽4-2，在本体1上固定与限位槽4-1配合的限位销钉11。在剪断销钉15被剪断情况下，滑套4可沿着限位销钉11在本体1内向下滑动，同时，限位销钉11可以限制滑套4和铝芯体6不会被推出本体1，确保外刀翼7不会收缩，从而产生永久变形状。在滑套4上端外周与本体1之间设置密封圈2。