[实用新型]一种低钻进阻力PDC钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油及地质钻井用低钻进阻力PDC钻头。

技术背景

用于软及中软地层PDC钻头包括钻头体和刀翼，刀翼的前面安设有切削齿，现有PDC钻头的刀翼后面即刀翼的外轮廓面为平直面，也即刀翼后面与刀翼前面的夹角为90°或略小于90°。当钻头高速钻进时，由于钻头是螺旋向下运动，在切削齿破岩后，钻头刀翼的鼻部及肩部产生的岩屑量较多，在齿后面会有一定的滞留，从而形成刀翼后面的岩屑堆积，岩屑堆积不仅会限制钻头切削齿的吃入地层的深度，磨损钻头刀翼后面，而且也会增加钻头的钻进阻力，从而限制了钻头机械钻速的进一步提高，降低钻头使用寿命。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能有效减少岩屑对钻头刀翼后面干涉的低钻进阻力PDC钻头。

本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括钻头体和刀翼，刀翼的前面安设有复合片切削齿，其特征在于在刀翼的鼻部和/或肩部的后面即外轮廓面设置向内倾斜的坡面。

按上述方案，所述的向内倾斜的坡面起始处距复合片切削齿齿穴底部2~6mm，从起始处向后延伸至刀翼背面。

按上述方案，所述的向内倾斜的坡面最低处与起始处的垂直距离大于或等于4mm。

按上述方案，所述的向内倾斜的坡面的两头通过过渡坡面与刀翼其余部分的平直后面相衔接。

本实用新型的有益效果在于：1、通过在岩屑量较多的鼻部及肩部刀翼的后面设置向内倾斜的坡面，不仅增强了钻头鼻部、肩部切削齿的清洗与冷却，快速将钻进产生的岩屑排走，而且能有效的减少岩屑在刀翼后面与井底面之间产生干涉，降低钻头的钻进阻力，提高了钻头的破岩效率，从而提高钻头的机械钻速、延长钻头的使用寿命。2、对岩屑量不多的内锥和其它部分的刀翼后面保持平直面不变，保证了内锥和其它部分与井底的接触面积，从而保证了钻头钻进的稳定性。

附图说明

图1.本实用新型一个实施例的立体结构图。

图2本实用新型一个实施例的俯视结构图

图3为图2中的A-A剖视图。

具体实施方式

  以下结合附图对本实用新型做进一步的描述。包括钻头体1和间隔安设在钻头体外周及端面向外突起的弯折形刀翼3，刀翼之间为排屑槽，排屑槽中设置有喷嘴2，刀翼的前面开设齿穴，齿穴中安设有圆柱状的复合片切削齿4，复合片切削齿沿刀翼外轮廓间隔排列安设，分布于刀翼的内锥部5、鼻部6和肩部7等，在刀翼的鼻部和肩部的后面即刀翼的外轮廓面的鼻部和肩部设置向内倾斜的坡面，所述的向内倾斜的坡面起始处与复合片切削齿齿穴底部的间距A为2.5mm，坡面从起始处向后延伸至刀翼背面，坡面最低处（与背面的交界处）与起始处的垂直距离B为24mm。所述的向内倾斜的坡面的两头通过过渡坡面与刀翼其余部分的后面相衔接，刀翼其余部分的后面为平直面。

在钻井过程中，当切削齿吃入地层时，其在刀翼内锥部分产生的岩屑在刀翼后面滞留，但由于其岩屑量相对较少及切削齿有适当的露齿高，故其不对PDC钻头的机械钻速产生影响；在刀翼鼻部、肩部产生的岩屑相对较多，但刀翼后面为内倾坡面结构，这种坡面结构可有效的将岩屑运移至排屑槽，从而防止了岩屑对钻头向下运动的干涉，减少了岩屑对钻头刀翼后背面的磨损和摩擦阻力，进而提高了钻头的机械钻速，延长了钻头使用寿命。