[实用新型]适用于塑性泥岩快速钻进的钻头结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油气田钻井技术，特别是一种适用于塑性泥岩的钻头结构。 

背景技术

目前，为了开采地下的油气资源，需要利用钻具钻穿地下地层；这些钻具从地面到地下一般依次包括井架、钻柱和钻头。其中钻头对地层进行切削从而钻进井眼。但有些地层呈塑性特征，地层不容易被切削，切削齿很难吃入地层；特别是钻井液密度较高的情况下，井底岩石受钻井液液柱压力的影响，会产生一个“压持效应”，压持效应的结果带来了在井底的岩屑产生过多的重复破碎和切削。这些被重复切削后变成细粒岩屑、细粉和井底的滤饼粘混在一起形成井底覆盖层，在泥岩中钻井甚至形成粘性很大的塑性团块，它和井底覆盖层构成了钻头牙轮和牙齿与井底岩石之间的“垫层”。“压持效应”越大，井底垫层的厚度和压实程度就越大，从而影响了钻速，加快了钻头的磨损。对于低渗透性地层和非渗透性地层，钻井液不能及时进入裂纹，使裂纹内压力极低，此时压差近似为井底压力,“压持效应”更加明显,机械钻速会更慢，钻头磨损会更加严重。 

当泥岩段长时间钻进，造成返出口钻井液温度上升，对防喷器及钻井液循环系统的抗温能力形成巨大压力，同时高温还会造成钻井液材料加速老化；低机械钻速造成岩屑的反复切削，造成钻井液土含量不断增加，加上钻井液材料老化，钻井液流变性逐渐恶化；随着钻井液流变性恶化，环空压耗增加，井漏风险加大等一系列难题将随之而来。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于塑性泥岩快速钻进的钻头结构，要解决的技术问题是提高机械钻速，延长使用寿命。 

本实用新型采用以下技术方案：一种适用于塑性泥岩快速钻进的钻头结构，包括其轴线上设有流道的钻头机体，在钻头机体的前端分别设有切削齿和水眼，所述水眼向外倾斜设置在钻头机体的前端，水眼与流道连通，所述水眼的轴线与切削齿的末端面设置在同一条直线上。 

本实用新型的水眼设有7个，所述水眼分布在钻头机体的刀翼之间、钻头机体的前端上，水眼的轴线分别与相邻的切削齿的末端面设置在同一条直线上，每个水眼的后端与流道靠近底部的流道壁连通。 

本实用新型的流道的流道壁上设有耐冲蚀层。 

本实用新型的耐冲蚀层分别设置在流道的底部以及流道与水眼相接的一周的流道壁上。 

本实用新型的耐冲蚀层的厚度为2.2mm。 

本实用新型的耐冲蚀层敷焊在流道的底部以及流道与水眼相接的一周的流道壁上。 

本实用新型与现有技术相比，在钻头机体的前端设置向外倾斜的水眼，并使水眼的轴线与切削齿的末端面设置在同一条直线上，使泥浆由原先的平行于刀翼方向向下冲击井底改变为倾斜喷向切削齿末端面，在钻头旋转速度的带动下，水力可以快速喷射将被破坏的塑性泥岩底层，降低钻头作用面局部压力，有利于切削进入底层，促进岩石的破坏，还有利对切削齿进行快速冷却，延长钻头使用寿命。 

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图。 

图2是本实用新型水眼的位置结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。 

如图1所示，本实用新型的适用于塑性泥岩快速钻进的钻头结构，包括钻头机体1，钻头机体1的轴线方向上设有流道5，在钻头机体1的刀翼上分别设有切削齿3，在钻头机体1的前端分别设有水眼2，水眼2向外倾斜设置在钻头机体1的前端，水眼2为漏斗状结构，水眼2的后端与流道5靠近底部的流道壁连通，所述水眼2的轴线与切削齿3的末端面6设置在同一条直线上，在流道5的底部以及流道5与水眼2相接的一周流道壁上设有厚度为2.2mm的耐冲蚀层4，该耐冲蚀层4敷焊在流道5的底部以及流道5与水眼2相接的一周的流道壁上。 

所述耐冲蚀层4采用重量百分比为70％的碳化钨和30％的镍材料制成而成，敷焊方法可以为氧乙炔、激光熔覆或者是等离子弧焊相结合的方法将耐冲蚀成4敷焊在流道5的底部以及流道5与水眼2相接的一周的流道壁上。 

如图2所示，水眼2设置有7个，均是以钻头机体1的轴线为中心，向外倾斜设置，水眼2分布在钻头机体1的刀翼之间、钻头机体1的前端上，水眼2与切削齿3的末端面6相邻并且水眼2的轴线分别与相邻的切削齿3的末端面6设置在同一条直线上，每个水眼2的后端与流道5靠近底部的流道壁连通。 

本实用新型具体操作方法如下： 

一、将该钻头连接在钻柱的最下端，并下入井内； 

二、钻遇新地层时，根据相应的喷嘴大小调整水力； 

三、按常规作业程序进行钻进作业。