[实用新型]一种防涡动的PDC钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油勘探开发钻完井工程领域，尤其是涉及一种防涡动的PDC钻头。

背景技术

目前，刮刀式PDC(Polycrystalline Diamond Compact，聚晶金刚石复合片)钻头已经在石油天然气钻井领域被广泛应用，如图1所示，常规刮刀式PDC钻头主要由钻头体、切削齿、刀翼和水眼构成。然而，因受力不平衡致使常规钻头在工作中存在一些缺陷：钻头切削齿受力合力不为零，在垂直井眼平面内产生不平衡力，推动钻头使钻头旋转中心脱离井眼轴线形成涡动。钻头的涡动使切削齿的瞬间运动速度加快，产生较大的冲击载荷，造成切削齿崩裂而损坏，最终导致整只钻头失效。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种能实现钻头中心区域受力平衡的防涡动的PDC钻头。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种防涡动的PDC钻头，包括钻头基体；所述钻头基体包括钻头冠部；所述钻头冠部上设置有至少两个中心刀翼和至少三个外侧刀翼；所述中心刀翼和所述外侧刀翼上均安装有切削齿；所述中心刀翼位于所述钻头冠部的中心区域，且所述中心刀翼呈对称分布；所述外侧刀翼位于所述钻头冠部的外侧区域，且所述外侧刀翼沿所述钻头冠部的周向均匀分布。

本实用新型的PDC钻头中，所述中心刀翼上均安装有至少两个切削齿。

本实用新型的PDC钻头中，所述外侧刀翼上均安装有至少三个切削齿。

本实用新型的PDC钻头中，相邻的所述外侧刀翼之间形成有岩屑流道。

本实用新型的PDC钻头中，所述PDC钻头还包括沿所述钻头基体的轴向安装的水嘴；所述水嘴的水眼位于所述钻头冠部上。

本实用新型的PDC钻头中，所述PDC钻头包括至少两个长刀翼和至少一个短刀翼；所述长刀翼包括位于所述钻头冠部的中心区域的中心翼体和位于所述钻头冠部的外侧区域的第一外侧翼体；所述短刀翼包括位于所述钻头冠部的外侧区域的第二外侧翼体；所述中心翼体形成所述中心刀翼，所述第一外侧翼体和所述第二外侧翼体形成所述外侧刀翼。

本实用新型的PDC钻头中，所述长刀翼和所述短刀翼的数量之和为偶数时，所述长刀翼和所述短刀翼均呈对称分布。

本实用新型的PDC钻头中，所述长刀翼和所述短刀翼的数量之和为奇数时，所述长刀翼和所述短刀翼间隔地沿所述钻头冠部的周向均匀分布；所述长刀翼还包括设置在所述钻头冠部的翼体连接件；偏离了所述第一外侧翼体所处的圆周位置的所述中心翼体通过所述翼体连接件与所述第一外侧翼体连接。

本实用新型的PDC钻头中，所述PDC钻头还包括沿所述钻头基体的轴向安装的喷嘴；所述喷嘴的喷嘴口位于偏离了所述第一外侧翼体所处的圆周位置的所述中心翼体的一侧。

本实用新型的PDC钻头中，所述长刀翼和所述短刀翼上均安装有一排切削齿；所述切削齿的排布曲线依次包括斜向上的直线段、向外凸起的圆弧段、向下顺延的圆弧段，且所述切削齿的排布密度由斜向上的直线段至向下顺延的圆弧段逐渐变大。

实施本实用新型的技术方案，至少具有以下的有益效果：本实用新型的PDC钻头在不改变钻头切削齿最佳破岩空间角度以保证各刀翼切削齿工作负荷相同的前提下，通过调整钻头冠部的中心刀翼和外侧刀翼的结构，即中心刀翼对称布置和外侧刀翼周向均匀布置，使钻头切削齿受力的合力趋于零，达到消除钻头涡动的目的。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型中的防涡动PDC钻头的结构示意图；

图2是本实用新型中的防涡动PDC钻头的俯视图；

图3是本实用新型中的切削齿的排布示意图；

其中，1、钻头冠部；11、中心区域；2、短刀翼；21、第二外侧翼体；3a，3b、长刀翼；3a1，3b1、中心翼体；3a2，3b2、第一外侧翼体；4、切削齿；5、岩屑流道；6、水眼；7、翼体连接件；8、喷嘴口。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1至图3示出了本实用新型中的防涡动PDC钻头，该PDC钻头通过调整钻头的结构，使得切削齿4受力的合力趋于零，能达到消除钻头涡动的目的。该PDC钻头包括钻头基体，该钻头基体包括钻头冠部1，该钻头冠部1上设置有刀翼，该刀翼上安装有切削齿4。