申请/专利权人：四川川石金刚石钻头有限公司

申请日：2019-01-30

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN109707316B

主分类号：E21B10/43

分类号：E21B10/43;E21B10/55

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2019.05.28#实质审查的生效;2019.05.03#公开

摘要：一种防卡钻PDC钻头,属于一种石油、地质用回转钻进钻头结构。它包括钻头本体和接头，钻头本体包括刀翼和规径，PDC齿钎焊在刀翼上。其关键技术是在规径前端面设有脊形斜坡，规径本体上设有排屑槽,排屑槽与脊形斜坡之间设有小平台。本发明具有的有益效果是：规径前端面的脊形斜坡结构，能将大量的掉块和岩屑向规径两侧拨动排放到刀翼之间的自由空间中，卡钻风险大幅度下降。规径本体设置有单向出口的排屑槽结构，当掉块和岩屑在排屑槽内堆积挤压时，敞口斜坡结构能使掉块和岩屑在挤压力作用下顺着斜坡向更深的敞口处排放并进入钻头刀翼之间的自由空间中，进一步避免了岩屑和掉块在规径表面堆积造成卡钻。

主权项：1.一种防卡钻PDC钻头，包括钻头本体和接头4，钻头本体包括刀翼5和规径1，PDC齿6钎焊在刀翼5上，规径本体上设有排屑槽8，其特征是在规径前端面设有脊形斜坡7，脊形斜坡7设有对称的两个坡面7.2，两个坡面7.2之间是加强脊背7.1；排屑槽8具有上部沟槽8.1和下部沟槽8.3，上部沟槽8.1较下部沟槽8.3浅，形成上浅下深的敞口斜坡结构，排屑槽8的出口为喇叭形口8.2，在加强脊背7.1上镶嵌PDC齿。

全文数据：一种防卡钻PDC钻头技术领域本发明属于钻头设计制造技术领域，尤其属于一种石油、地质用回转钻进钻头的设计与制造技术，特别涉及一种具有特殊规径结构的防卡钻PDC钻头。背景技术目前，在石油、地质等领域广泛使用包括PDC齿作为切削齿的回转钻进钻头，这类钻头简称PDC钻头。PDC钻头具有机械钻速高，钻头进尺寿命长等优点。钻井过程中，一些地层不稳定，井壁容易产生掉块并掉落至井底如图1所示。在水平段钻井中泥浆不容易将PDC钻头切削下来的岩屑带走。掉块和岩屑容易在钻头规径斜面堆积，并不断被挤入钻头规径表面与井壁之间的缝隙中，导致钻头和井壁之间的摩擦增大。尤其在钻头上提的过程中极易造成钻头卡死，造成钻井卡钻事故。因为掉块和岩屑沉积是目前钻井不能完全避免的现象，所以如何有效避免卡钻事故仍然是目前需要迫切解决的钻井难题。发明内容本发明要解决的问题就是针对以上不足而提供一种能有效避免因井壁掉块和岩屑沉积过多造成卡钻的防卡PDC钻头。其技术方案如下：它包括钻头本体和接头，钻头本体包括刀翼和规径，PDC齿钎焊在刀翼上。其关键技术是在规径前端面设有脊形斜坡，规径本体上设有排屑槽。所述脊形斜坡设有对称的两个坡面，两个坡面之间是加强脊背。在加强脊背上镶嵌硬质合金、聚晶、金刚石或PDC齿。所述排屑槽具有上部沟槽和下部沟槽，上部沟槽较下部沟槽浅，形成上浅下深的敞口斜坡结构。所述排屑槽的出口为喇叭形口。与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：1、规径前端面的脊形斜坡结构，能将大量的掉块和岩屑向规径两侧拨动排放到刀翼之间的自由空间中。这样掉块和岩屑不会在规径前端面堆积和挤压，也就不会被挤入规径表面和井壁之间的缝隙中，卡钻风险大幅度下降。2、脊形斜坡结构的脊背上可镶嵌硬质合金、聚晶、金刚石或PDC齿等超硬超耐磨材料，增强脊背的抗冲击和耐磨性能，始终保持脊背的锋利性，更有利于脊形斜坡拨开掉块和岩屑。3、规径本体设置有单向出口的排屑槽结构，排屑槽采用上浅下深的敞口斜坡结构。前述脊形斜坡结构如未能完全将掉块和岩屑拨开，仍有少量掉块和岩屑被挤入规径表面的情况下，这些掉块和岩屑会进入规径排屑槽内。当掉块和岩屑在排屑槽内堆积挤压时，敞口斜坡结构能使掉块和岩屑在挤压力作用下顺着斜坡向更深的敞口处排放并进入钻头刀翼之间的自由空间中。这样排屑槽始终能正常排屑，进一步避免了岩屑和掉块在规径表面堆积造成卡钻。附图说明图1，是现有技术PDC钻头结构示意图；图2，是本发明结构示意图；图3，是本发明使用状态结构示意图。具体实施方式：参见图2，本发明包括钻头本体和接头4，钻头本体包括刀翼5和规径1，PDC齿6钎焊在刀翼5上。其关键技术是在规径前端面设有脊形斜坡7，规径本体上设有单向出口的排屑槽8。所述脊形斜坡7设有对称的两个坡面7.2，两个坡面7.2之间是加强脊背7.1。在加强脊背7.1上镶嵌硬质合金、聚晶、金刚石或PDC齿等超硬超耐磨材料。所述排屑槽8具有上部沟槽8.1和下部沟槽8.3，上部沟槽8.1较下部沟槽8.3浅，使得排屑槽形成上浅下深的敞口斜坡结构。排屑槽8的出口为喇叭形口8.2。如图3所示：规径前端面的脊形斜坡结构，能将大量的掉块和岩屑2向规径两侧拨动排放到刀翼之间的自由空间中。这样掉块和岩屑不会在规径前端面堆积和挤压，也就不会被挤入规径表面和井壁3之间的缝隙中，卡钻风险大幅度下降。脊形斜坡结构的脊背上可镶嵌硬质合金、聚晶、金刚石或PDC齿等超硬超耐磨材料，增强脊背的抗冲击和耐磨性能，始终保持脊背的锋利性，更有利于脊形斜坡拨开掉块和岩屑。规径本体设置有单向出口的排屑槽结构，排屑槽采用上浅下深的敞口斜坡结构。前述脊形斜坡结构如未能完全将掉块和岩屑拨开，仍有少量掉块和岩屑被挤入规径表面的情况下，这些掉块和岩屑会进入规径排屑槽内。当掉块和岩屑在排屑槽内堆积挤压时，敞口斜坡结构能使掉块和岩屑在挤压力作用下顺着斜坡向更深的敞口处排放并进入钻头刀翼之间的自由空间中。这样排屑槽始终能正常排屑，进一步避免了岩屑和掉块在规径表面堆积造成卡钻。

权利要求：1.一种防卡钻PDC钻头，包括钻头本体和接头4，钻头本体包括刀翼5和规径1，PDC齿6钎焊在刀翼5上，其特征是在规径前端面设有脊形斜坡7，规径本体上设有排屑槽8。2.根据权利要求1所述种防卡钻PDC钻头，其特征是脊形斜坡7设有对称的两个坡面7.2，两个坡面7.2之间是加强脊背7.1。3.根据权利要求2所述种防卡钻PDC钻头，其特征是在加强脊背7.1上镶嵌硬质合金、聚晶、金刚石或PDC齿。4.根据权利要求1所述种防卡钻PDC钻头，其特征是排屑槽8具有上部沟槽8.1和下部沟槽8.3，上部沟槽8.1较下部沟槽8.3浅，形成上浅下深的敞口斜坡结构。5.根据权利要求1所述种防卡钻PDC钻头，其特征是排屑槽8的出口为喇叭形口8.2。

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