專利名稱：防斜pdc鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油天然氣鉆井鉆頭，尤其是一種防斜PDC鉆頭。
背景技術(shù)：
常規(guī)PDC鉆頭在裂隙地層、斷裂地層或大傾角地層中鉆進(jìn)的時(shí)候，容易鉆 出傾斜的井眼，因此，為了防止井斜，鉆出一個(gè)近似垂直的井眼，常常采用降 低鉆壓的鉆進(jìn)方法，但這樣會(huì)使機(jī)械鉆速顯著降低。既能夠防止井斜又不降低 機(jī)械鉆速的一種有效方法是采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，但成本太高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠采用常規(guī)鉆壓鉆進(jìn)的防斜PDC鉆頭。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明防斜PDC鉆頭主要由鉆頭基體、刀翼、PDC切 削齒、噴嘴、流道和排屑槽組成，噴嘴鑲裝在鉆頭基體上，刀翼固定在鉆頭基 體上，PDC切削齒布置在刀翼上，刀翼的外端達(dá)不到鉆頭直徑尺寸；在鉆頭冠部 端面上，位于大約半個(gè)圓區(qū)域的所有刀翼上最外一顆PDC切削齒都達(dá)到鉆頭直 徑尺寸，而位于另一個(gè)大約半圓區(qū)域的所有刀翼上最外一顆PDC切削齒都只達(dá) 到刀翼的外端。
采用這樣的結(jié)構(gòu)后，最外一顆PDC切削齒達(dá)到鉆頭直徑尺寸的所有刀翼位 于的大約半個(gè)圓組成了主動(dòng)切削區(qū)，而最外一顆PDC切削齒只達(dá)到刀翼外端的 所有刀翼位于的那大約半個(gè)圓組成了被動(dòng)切削區(qū)，主動(dòng)切削區(qū)具有切削井壁的 作用，而被動(dòng)切削區(qū)則沒(méi)有切削井壁的作用，所以鉆出的井眼直徑大小取決于 主動(dòng)切削區(qū)。在本發(fā)明防斜PDC鉆頭在容易導(dǎo)致井斜的地層中鉆進(jìn)而且井眼已 經(jīng)處于輕微傾斜狀態(tài)的情況下，當(dāng)主動(dòng)切削區(qū)旋轉(zhuǎn)到井眼低邊的時(shí)候，由于重 力的作用，被動(dòng)切削區(qū)不接觸高邊井壁，主動(dòng)切削區(qū)向井斜減小的方向切削出 新的低邊井壁；而當(dāng)主動(dòng)切削區(qū)旋轉(zhuǎn)到井眼高邊的時(shí)候，由于重力的作用，被 動(dòng)切削區(qū)接觸低邊井壁，主動(dòng)切削區(qū)仍然是向井斜減小的方向切削出新的高邊
3井壁，因此隨著旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的不斷進(jìn)行，井眼的傾斜程度越來(lái)越小，就是說(shuō)，本 發(fā)明具有自動(dòng)降斜的優(yōu)點(diǎn)。這個(gè)降斜的過(guò)程與鉆壓的大小沒(méi)有直接的關(guān)系，因
此，本發(fā)明防斜PDC鉆頭在容易導(dǎo)致井斜的地層中鉆進(jìn)時(shí)，采用常規(guī)鉆壓也能 夠保持井眼近似垂直，從而能夠提高機(jī)械鉆速，而與采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的 鉆進(jìn)方法相比較，可以節(jié)省鉆井成本。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明防斜PDC鉆頭一種實(shí)施方式的鉆頭冠部端面示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1的防斜PDC鉆頭主要由鉆頭基體1、刀翼2、 PDC切削齒3、噴嘴4、 流道5和排屑槽6組成，噴嘴4鑲裝在鉆頭基體1上，刀翼2固定在鉆頭基體1 上，PDC切削齒3布置在刀翼2上，刀翼2的外端達(dá)不到鉆頭直徑尺寸；在鉆頭 冠部端面上，位于水平中心線上面的大約半個(gè)圓區(qū)域的每一個(gè)刀翼2上最外一 顆PDC切削齒3都達(dá)到了鉆頭直徑尺寸，組成了具有切削井壁作用的主動(dòng)切削 區(qū)，而位于水平中心線下面的大約半個(gè)圓區(qū)域的每一個(gè)刀翼2上最外一顆PDC 切削齒3都只達(dá)到刀翼2的外端，組成了沒(méi)有切削井壁作用的被動(dòng)切削區(qū)。
在容易導(dǎo)致井斜的地層中鉆進(jìn)時(shí)，首先把圖1所示的防斜PDC鉆頭與常規(guī) 旋轉(zhuǎn)鉆具連接起來(lái)， 一同下入井底，然后開(kāi)泵循環(huán)鉆井液并加壓旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。在 鉆進(jìn)過(guò)程中，假若由于某種原因使井眼發(fā)生了輕微的傾斜，在這種情況下，當(dāng) 主動(dòng)切削區(qū)旋轉(zhuǎn)到井眼低邊的時(shí)候，由于重力的作用，被動(dòng)切削區(qū)不接觸高邊 井壁，主動(dòng)切削區(qū)向井斜減小的方向切削出新的低邊井壁；而當(dāng)主動(dòng)切削區(qū)旋 轉(zhuǎn)到井眼高邊的時(shí)候，由于重力的作用，被動(dòng)切削區(qū)接觸低邊井壁，主動(dòng)切削 區(qū)仍然是向井斜減小的方向切削出新的高邊井壁，因此隨著旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的不斷進(jìn) 行，井眼的傾斜程度越來(lái)越小，也就是說(shuō)，本發(fā)明具有自動(dòng)降斜鉆進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)。 因?yàn)榻敌钡倪^(guò)程與鉆壓的大小沒(méi)有直接的關(guān)系，因此，使用本發(fā)明鉆進(jìn)的時(shí)候， 為了保持井眼近似垂直不必降低鉆壓，從而可以提高機(jī)械鉆速。由于沒(méi)有使用 價(jià)格昂貴的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，所以本發(fā)明可以節(jié)省鉆井成本。
權(quán)利要求
1.一種防斜PDC鉆頭，主要由鉆頭基體(1)、刀翼(2)、PDC切削齒(3)、噴嘴(4)、流道(5)和排屑槽(6)組成，噴嘴(4)鑲裝在鉆頭基體(1)上，刀翼(2)固定在鉆頭基體(1)上，PDC切削齒(3)布置在刀翼(2)上，刀翼(2)的外端達(dá)不到鉆頭直徑尺寸，其特征是在鉆頭冠部端面上，位于大約半個(gè)圓區(qū)域的所有刀翼(2)上最外一顆PDC切削齒(3)都達(dá)到鉆頭直徑尺寸，而位于另一個(gè)大約半圓區(qū)域的所有刀翼(2)上最外一顆PDC切削齒(3)都只達(dá)到刀翼(2)的外端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種防斜PDC鉆頭，主要由鉆頭基體、刀翼、PDC切削齒、噴嘴、流道和排屑槽組成，PDC切削齒布置在刀翼上，刀翼的外端達(dá)不到鉆頭直徑尺寸。在鉆頭冠部端面上，位于大約半個(gè)圓區(qū)域的所有刀翼上最外一顆PDC切削齒都達(dá)到鉆頭直徑尺寸，而位于另一個(gè)大約半圓區(qū)域的所有刀翼上最外一顆PDC切削齒都只達(dá)到刀翼的外端。本發(fā)明防斜PDC鉆頭在容易導(dǎo)致井斜的地層中鉆進(jìn)時(shí)，采用常規(guī)鉆壓也能夠保持井眼近似垂直，從而能夠提高機(jī)械鉆速，而與采用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的鉆進(jìn)方法相比較，可以節(jié)省鉆井成本。
文檔編號(hào)E21B10/46GK101672162SQ20081013979
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者于建賓, 王福修, 田京燕, 巍 邱 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院