一種石油天然氣鉆井鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種石油天然氣鉆井鉆頭，其特征在于：在鉆頭體上設(shè)有三個(gè)長刀翼和三個(gè)短刀翼及噴嘴，長刀翼和短刀翼在鉆頭周向上相互隔開，在長刀翼和短刀翼上設(shè)有大直徑的切削齒和小直徑的切削齒，長刀翼上大直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭中心部位，小直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭刀翼后半部分，短刀翼上的小直徑切削齒設(shè)置在鉆頭中心部位，大直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭刀翼后半部分，大直徑的切削齒的厚度為16mm、后傾角為15度、出露高度為8mm，小直徑切削齒的厚度為13mm、后傾角為19度、出露高度為5mm。本實(shí)用新型能夠以高轉(zhuǎn)數(shù)和高鉆壓地鉆進(jìn)，鉆頭鉆進(jìn)平穩(wěn)，在含有礫巖和硬夾層的地質(zhì)條件下，能取得較高的總進(jìn)尺，提高了鉆進(jìn)過程的機(jī)械鉆速。
【專利說明】 一種石油天然氣鉆井鉆頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種石油天然氣鉆井鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)用于石油天然氣鉆井的鉆頭，傳統(tǒng)使用的是一種多級(jí)切削金剛石鉆頭。它包括鉆頭體、大直徑金剛石切削齒、小直徑金剛石切削齒及噴嘴組成。長刀翼為大直徑金剛石切削齒放在鉆頭中心部位，小直徑金剛石切削齒放在鉆頭刀翼后半部分；短刀翼為小直徑金剛石切削齒放在鉆頭中心部位，大直徑金剛石切削齒放在鉆頭刀翼后半部分；采用高密度布齒，但能完全覆蓋井底。大直徑金剛石切削齒和小直徑金剛石切削齒露出高度交叉高低不一致，形成鉆頭中心穩(wěn)定的一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)的切削。這種金剛石鉆頭在鉆均質(zhì)的軟中硬地層時(shí)，鉆進(jìn)初期，參與切削地層的大直徑金剛石切削齒，由于布齒露齒高度較高，機(jī)械鉆速很高。當(dāng)鉆頭使用到中后期，小直徑金剛石切削齒也參與切削地層，加上短刀翼大直徑金剛石切削齒放在鉆頭刀翼后半部分，也參與切削地層；形成切削齒交叉高低不一致的破巖。由于傳統(tǒng)鉆頭設(shè)計(jì)的缺陷，在鉆進(jìn)軟硬交錯(cuò)、礫巖及不均質(zhì)地層的情況下，大直徑金剛石切削齒，由于布齒露齒高度較高，常常發(fā)生復(fù)合片層脫落和碎裂，失去切削能力。小直徑金剛石切削齒，由于布齒露齒高度有限，從而增大了承壓面積，使得金剛石切削齒早期損壞，降低了機(jī)械鉆速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型克服了上述存在的缺陷，目的是為解決鉆井鉆頭能夠在軟硬夾層、礫巖的地層中有效地鉆進(jìn)，提供了一種石油天然氣鉆井鉆頭。
[0004]本實(shí)用新型石油天然氣鉆井鉆頭內(nèi)容簡述:
[0005]本實(shí)用新型石油天然氣鉆井鉆頭，其特征在于:是由鉆頭體、短刀翼、長刀翼和噴嘴組成，在鉆頭體上設(shè)有三個(gè)長刀翼和三個(gè)短刀翼及噴嘴，長刀翼和短刀翼在鉆頭周向上相互隔開，在長刀翼和短刀翼上設(shè)有大直徑的切削齒和小直徑的切削齒，長刀翼上大直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭中心部位，小直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭刀翼后半部分，短刀翼上的小直徑切削齒設(shè)置在鉆頭中心部位，大直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭刀翼后半部分，大直徑的切肖IJ齒的厚度為16mm、后傾角δ I為15度、出露高度H I為8mm，小直徑切削齒的厚度為13mm、后傾角δ 2為19度、出露高度H 2為5mm。
[0006]本實(shí)用新型能夠以高轉(zhuǎn)數(shù)和高鉆壓地鉆進(jìn)，鉆頭鉆進(jìn)平穩(wěn)，在含有礫巖和硬夾層的地質(zhì)條件下，能取得較高的總進(jìn)尺，提高了鉆進(jìn)過程的機(jī)械鉆速。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是石油天然氣鉆井鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是圖1的B-B剖面圖；
[0009]圖中:1是鉆頭體、2是短刀翼、3是長刀翼、4是噴嘴?！揪唧w實(shí)施方式】
[0010]本實(shí)用新型石油天然氣鉆井鉆頭是這樣實(shí)現(xiàn)的，下面結(jié)合附圖做具體說明。見圖1、圖2，石油天然氣鉆井鉆頭，是由:鉆頭體1、短刀翼2、長刀翼3和噴嘴4組成，在鉆頭體I上設(shè)有三個(gè)長刀翼3和三個(gè)短刀翼2及噴嘴4，長刀翼3和短刀翼2在鉆頭周向上相互隔開，在長刀翼3和短刀翼2上設(shè)有大直徑的切削齒和小直徑的切削齒，長刀翼3上大直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭中心部位，小直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭刀翼后半部分，短刀翼2上的小直徑切削齒設(shè)置在鉆頭中心部位，大直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭刀翼后半部分，大直徑的切削齒的厚度為16mm、后傾角δ I為15度、出露高度H I為8mm，小直徑切削齒的厚度為13mm、后傾角δ 2為19度、出露高度H 2為5mm。
[0011]本實(shí)用新型石油天然氣鉆井鉆頭在軟硬交錯(cuò)地層，甚至在含有礫巖的地層中鉆進(jìn)時(shí)，由于大直徑的切削齒出露高度Hl大于小直徑切削齒的出露高度H2，所以在鉆進(jìn)的初期，僅有大直徑的切削齒參與切削地層，而小直徑的切削齒不參與切削地層，又因?yàn)榇笾睆降那邢鼾X的排布密度很小，因而在實(shí)際正常范圍的鉆壓的情況下，大直徑的切削齒能夠很容易的吃入地層，可以獲得高的機(jī)械鉆速。由于大直徑的切削齒的厚度和后傾角al都較小，所以它自身的硬質(zhì)合金襯墊的抗沖擊能力也較小，因此在鉆進(jìn)過程中，長刀翼3大直徑的切削齒設(shè)置鉆頭中心部位，小直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭刀翼后半部分；短刀翼2上的小直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭中心部位，大直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭刀翼后半部分。通過大直徑的切削齒的厚度為16mm、后傾角δ I為15度、出露高度H I為8mm ;小直徑切削齒的厚度為13mm、后傾角δ 2為19度、出露高度H 2為5mm，施行高低不平和大小交錯(cuò)的布齒方式。
[0012]本實(shí)用新型石油天然氣鉆井鉆頭，在軟硬交錯(cuò)地層，甚至在含有礫巖的地層中鉆進(jìn)時(shí)，由于大直徑的切削齒出露高度大于小直徑的切削齒的出露高度，所以在鉆進(jìn)的初期，僅有大直徑的切削齒切削地層，又因?yàn)榇笾睆降那邢鼾X的排布密度很小，因此可以獲得高的機(jī)械鉆速。由于大直徑的切削齒的厚度和后傾角都較小，所以硬質(zhì)合金襯墊的抗沖擊能力也小，因此在鉆進(jìn)過程中，參與切削的大直徑的切削齒的損壞方式將是金剛石層和硬質(zhì)合金襯墊一起整體折斷或脫落，從而解決了由于金剛石層損壞，大直徑的切削齒失去切削能力時(shí)，硬質(zhì)合金襯墊仍然存在而增大撐壓面積的問題。所以在鉆進(jìn)后期，小直徑的切削齒參與切削時(shí)，本實(shí)用新型的鉆頭仍然能夠以高比壓有效地鉆進(jìn)，取得高的機(jī)械鉆速。
【權(quán)利要求】
1.一種石油天然氣鉆井鉆頭，其特征在于:是由鉆頭體(I)、短刀翼(2)、長刀翼(3)和噴嘴(4)組成，在鉆頭體(I)上設(shè)有三個(gè)長刀翼(3)和三個(gè)短刀翼(2)及噴嘴(4)，長刀翼(3)和短刀翼(2)在鉆頭周向上相互隔開，在長刀翼(3)和短刀翼(2)上設(shè)有大直徑的切削齒和小直徑的切削齒，長刀翼(3 )上大直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭中心部位，小直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭刀翼后半部分，短刀翼(2)上的小直徑切削齒設(shè)置在鉆頭中心部位，大直徑的切削齒設(shè)置在鉆頭刀翼后半部分，大直徑的切削齒的厚度為16_、后傾角δ I為15度、出露高度H I為8臟，小直徑切削齒的厚度為13mm、后傾角δ2為19度、出露高度H 2為5mm。
【文檔編號(hào)】E21B10/60GK203441373SQ201320518798
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月24日
【發(fā)明者】孫志健, 姜立民, 魏劍鋒 申請(qǐng)人:沈陽中油天寶（集團(tuán)）鞍山鉆頭有限公司