[实用新型]一种适用于含砾地层钻进的PDC钻头

说明书

一种适用于含砾地层钻进的PDC钻头，包括钻头本体和固定设置于钻头本体上的若干刀翼，刀翼均设有位于前排的平面切削齿，以及位于后排的异形三戟切削齿。其保证钻井效率的同时，通过后排布置抗冲击性更好的异型齿，保证在含砾地层中钻头的抗冲击能力，兼顾钻头在含砾地层中的机械钻速和使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及钻头技术领域，具体而言，涉及一种适用于含砾地层钻进的PDC钻头。

背景技术

在我国渤海的石油钻井作业中，使用PDC钻头能够在可钻性较好的地层中获得比牙轮钻头更高的钻井效率，但是如钻遇含砾岩性等可钻性较差的地层，砾石不仅会对PDC切削齿造成较严重的损伤，还会严重影响PDC钻头的机械钻速，降低了PDC钻头的钻井效率，如果再未能钻穿含砾岩段地层，钻头就损伤严重，则需要起钻更换钻头，不仅增加了钻井周期和成本，还增加了施工风险。

实用新型内容

本实用新型的目的包括提供一种适用于含砾地层钻进的PDC钻头，其保证钻井效率的同时，通过后排布置抗冲击性更好的异型齿，保证在含砾地层中钻头的抗冲击能力，兼顾钻头在含砾地层中的机械钻速和使用寿命。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：

一种适用于含砾地层钻进的PDC钻头，包括钻头本体和固定设置于钻头本体上的若干刀翼，刀翼均设有位于前排的平面切削齿，以及位于后排的异形三戟切削齿。

发明人发现，在对中、软地层如油田进行PDC钻头钻井时，长遇含砾岩性等可钻性较差的地层，不仅会对PDC切削齿造成较严重的损伤，还会严重影响PDC钻头的机械钻速，降低了PDC钻头的钻井效率，甚至严重损伤钻头。

据此发明人发明了一种适用于含砾地层钻进的PDC钻头，其刀翼设有前排的平面切削齿以及后排的异形三戟切削齿，后排采用的抗冲击能力更好的异型齿与前排齿同轨布置的方式，能够在前排齿在含砾地层中失效后继续为钻头提供切削能力，从而有效地提高钻头在含砾地层中的钻进效率及使用寿命。

优选地，平面切削齿包括第一平面切削齿和第二平面切削齿混合布置，第一平面切削齿与第二平面切削齿两者的直径选用相异。

优选地，第一平面切削齿直径选用13-16mm，第二平面切削齿直径选用16-19mm。

优选地，第一平面切削齿与第二平面切削齿混合布置于整个钻头冠面或任意的冠面局部区域。

优选地，第一平面切削齿和第二平面切削齿的布齿设计出刃高度相同。

优选地，第一平面切削齿的后倾角为18-30°，第二平面切削齿的后倾角为20-26°，异形三戟切削齿的后倾角为23-26°。

优选地，异形三戟切削齿在刀翼上的出刃高度比平面切削齿的出刃高度低1-2mm。

优选地，异形三戟切削齿选用直径16-19mm。

优选地，相邻两刀翼之间设置有排屑槽，排屑槽中设置有若干喷嘴。

本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：前排的平面切削齿以及后排的异形三戟切削齿的设计，后排布置抗冲击性更好的异型齿，保证在含砾地层中钻头的抗冲击能力，兼顾钻头在含砾地层中的机械钻速和使用寿命，解决目前砾径不大、含量较低、高岭土-泥质胶结的含砾地层中运用常规PDC钻头钻进时钻进效率低、切削齿崩损严重、使用寿命短、不能钻穿底砾岩地层的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。