[发明专利]一种智适应提速钻头及钻井方法

说明书

本发明涉及一种智适应提速钻头及钻井方法。所述钻头包括：优势攻击齿，所述优势攻击齿连接传力轴；全面钻进钻头，所述全面钻进钻头与所述优势攻击齿在纵向交错布置，所述全面钻进钻头与所述传力轴沿轴向活动连接，沿周向可传扭连接；钻压调控部件，所述钻压调控部件使得当所述传力轴被施加压下力时，所述全面钻进钻头与所述传力轴沿轴向形成压缩弹力连接；传力轴，所述传力轴被构造为能在其上施加钻压力和扭力。本发明利用优势攻击齿提前破碎环形槽、利用全面钻进钻头实现整体井眼延伸、利用内部弹性机构智适应调控优势攻击齿与全面钻进钻头间的钻压及钻进速度，从而提高破岩效率，延长了钻头工作寿命。

技术领域

本发明涉及钻井工程技术领域，具体涉及一种智适应提速钻头及钻井方法。

背景技术

智能钻井是钻井发展的必然趋势，然而智能钻井的实现与发展必须依托于优质可靠的钻井装备，钻头是最重要的钻井装备，其性能直接关系破岩效率及钻井速度，如何提高钻头破岩效率及延长钻头使用寿命是钻井领域一直研究的热点问题，也是智能钻井实现必须攻克的难题。

现有钻头通常为全面钻进钻头，钻井时岩石非常坚固，钻头刚开始钻时会遇到极大的阻力，导致钻头使用寿命受限，应用范围难以拓宽，达不到智能钻井的需求。

发明内容

为了能够提高钻井破岩效率及延长钻头寿命，本发明提供一种智适应提速钻头及钻井方法。

本发明首先提出一种智适应提速钻头，所述钻头包括：

优势攻击齿，所述优势攻击齿连接传力轴；

全面钻进钻头，所述全面钻进钻头与所述优势攻击齿在纵向交错布置，所述全面钻进钻头与所述传力轴沿轴向活动连接，沿周向可传扭连接；

钻压调控部件，所述钻压调控部件使得当所述传力轴被施加压下力时，所述全面钻进钻头与所述传力轴沿轴向形成压缩弹力连接；

传力轴，所述传力轴被构造为能在其上施加钻压力和扭力。

根据本发明的一种实施方式，所述钻压调控部件为弹簧结构或弹性聚合物结构；优选地，所述优势攻击齿的齿尖为尖端状，更优选为锥状。

根据本发明的一种实施方式，所述传力轴还包括钻压分传柱体，所述钻压分传柱体位于所述传力轴的下端，所述优势攻击齿设置于钻压分传柱体的底端。

根据本发明的一种实施方式，所述钻压分传柱体穿过所述全面钻进钻头的底端，所述钻压分传柱体露出所述全面钻进钻头的部分位于所述全面钻进钻头的刀翼上，优选地，所述钻压分传柱体包括一组柱体，该组柱体在环向间隔布置。

根据本发明的一种实施方式，所述全面钻进钻头还包括切削齿，所述优势攻击齿与所述切削齿间隔布置；优选地，所述切削齿为钝刃齿，更优选为圆头状齿。

根据本发明的一种实施方式，所述优势攻击齿包括一组呈圆周布置的齿，所述切削齿在环向和径向均包括若干齿；优选地，所述优势攻击齿在径向位置上位于所述若干切削齿的中间部位。

根据本发明的一种实施方式，所述全面钻进钻头与所述传力轴同轴设置，所述全面钻进钻头套接于所述传力轴的下端；优选地，所述全面钻进钻头包括上下相连的全面钻进钻头传扭接头和全面钻进钻头冠体，所述全面钻进钻头传扭接头与所述传力轴沿轴向活动连接，并沿周向可传扭连接；所述全面钻进钻头冠体的下端设有所述切削齿，所述全面钻进钻头冠体的上端在与所述传力轴的环向之间设有所述钻压调控部件,所述全面钻进钻头传扭接头和全面钻进钻头冠体为一体件或分体固定相连接。

根据本发明的一种实施方式，所述全面钻进钻头与所述传力轴通过键连接或多方结构连接。