差壓式鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于石油工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種差壓擴(kuò)孔式鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井實(shí)踐表明，在鉆壓超過PDC門限鉆壓一定范圍之內(nèi)，PDC鉆頭破巖效率隨著鉆壓的增大呈線性增高趨勢；另外，在地層內(nèi)提前鉆出微孔釋放井底地層應(yīng)力可以有效提高鉆頭整體的破巖效率，進(jìn)而提高鉆井速度。因此，若能研制一種鉆頭，將井下大部分鉆壓施加于小直徑領(lǐng)眼鉆頭之上，使其在井眼下部地層快速鉆出小直徑井眼，同時(shí)利用另一部分鉆壓推進(jìn)擴(kuò)眼鉆頭擴(kuò)大已有小直徑井眼，則該鉆頭整體鉆進(jìn)效率較普通鉆頭定將能夠大幅提尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種差壓擴(kuò)孔式鉆頭，利用承受大部分鉆壓的領(lǐng)眼鉆頭提前破巖鉆出小直徑井眼，承擔(dān)另外一部分鉆壓的擴(kuò)眼鉆頭將已鉆出的小直徑井眼擴(kuò)孔，利用領(lǐng)眼鉆頭與擴(kuò)眼鉆頭間彈簧將領(lǐng)眼鉆頭與擴(kuò)眼鉆頭鉆壓分配調(diào)整至最佳、將鉆進(jìn)速度控制至最合理，進(jìn)而達(dá)到提高鉆進(jìn)速度的目的。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案:
[0005]差壓擴(kuò)孔式鉆頭，包括:轉(zhuǎn)換接頭、傳液傳力短接、擴(kuò)眼鉆頭、蓄力彈簧、領(lǐng)眼鉆頭；轉(zhuǎn)換接頭、傳液傳力短接與領(lǐng)眼鉆頭螺紋連接成一體;擴(kuò)眼鉆頭位于轉(zhuǎn)換接頭與領(lǐng)眼鉆頭之間，安裝于傳液傳力短接外側(cè);擴(kuò)眼鉆頭與轉(zhuǎn)換接頭、傳液傳力短接、領(lǐng)眼鉆頭構(gòu)成的整體可實(shí)現(xiàn)軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)；蓄力彈簧安裝于傳液傳力短接中部，蓄力彈簧用于實(shí)現(xiàn)擴(kuò)眼鉆頭與轉(zhuǎn)換接頭、傳液傳力短接、領(lǐng)眼鉆頭構(gòu)成的整體之間彈力的儲(chǔ)備及相對(duì)位置的恢復(fù)。
[0006]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0007]1、原理及結(jié)構(gòu)簡單，不需要安裝其他工具，不影響其它鉆井工序的實(shí)施；
[0008]2、適用范圍廣，可應(yīng)用于各種地層，可用于直井、定向井等各種井型，可以直接連接于鉆鋌，亦可以與動(dòng)力鉆具、脈沖射流發(fā)生裝置等工具配合使用；
[0009]3、用于防斜打直時(shí)可以保證小鉆壓快速鉆進(jìn)，提高易斜地層直井鉆進(jìn)效率；
[0010]4、鉆井過程中與常規(guī)鉆井完全相同，對(duì)地面設(shè)施、鉆井管柱、鉆頭類型沒有特殊要求，有利于推廣和使用。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是差壓擴(kuò)孔式鉆頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是圖1中A-A剖面圖；
[0013]圖中:1、轉(zhuǎn)換接頭，2、傳液傳力短接，3、擴(kuò)眼鉆頭，4、蓄力彈簧，5、領(lǐng)眼鉆頭，201、旁通流道，301、擴(kuò)眼鉆頭傳扭接頭，302、擴(kuò)眼鉆頭冠體，303、調(diào)液腔，304、擴(kuò)眼鉆頭噴嘴流道，305、擴(kuò)眼鉆頭噴嘴，501、領(lǐng)眼鉆頭接頭，502、領(lǐng)眼鉆頭冠體。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，差壓擴(kuò)孔式鉆頭，包括:轉(zhuǎn)換接頭1、傳液傳力短接2、擴(kuò)眼鉆頭3、蓄力彈簧4、領(lǐng)眼鉆頭5;轉(zhuǎn)換接頭1、傳液傳力短接2與領(lǐng)眼鉆頭5螺紋連接成一體;擴(kuò)眼鉆頭3安裝于傳液傳力短接2外側(cè)，轉(zhuǎn)換接頭I與領(lǐng)眼鉆頭5之間；蓄力彈簧4安裝于傳液傳力短接2中部圓環(huán)凸起結(jié)構(gòu)底面與擴(kuò)眼鉆頭3上端圓形孔和下端扶正筒構(gòu)成的臺(tái)階面之間；擴(kuò)眼鉆頭3與轉(zhuǎn)換接頭1、傳液傳力短接2、領(lǐng)眼鉆頭5構(gòu)成的整體可實(shí)現(xiàn)軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng);蓄力彈簧4用于實(shí)現(xiàn)擴(kuò)眼鉆頭3與轉(zhuǎn)換接頭1、傳液傳力短接2、領(lǐng)眼鉆頭5構(gòu)成的整體之間彈力的儲(chǔ)備及相對(duì)位置的恢復(fù)。
[0015]轉(zhuǎn)換接頭I外側(cè)上部為鉆具連接扣，下部為上扣圓柱面;鉆具連接扣用于連接上部鉆具，上扣圓柱面用于上扣時(shí)施加扭矩;轉(zhuǎn)換接頭I內(nèi)側(cè)上部為鉆井液過流孔道，下部為傳液傳力短接連接扣;鉆井液過流孔道用于鉆井液過流，傳液傳力短接連接扣用于連接傳液傳力短接2。
[0016]傳液傳力短接2外側(cè)上部為擴(kuò)眼鉆頭傳扭面，中部為扶正圓面，下部為領(lǐng)眼鉆頭傳力面;擴(kuò)眼鉆頭傳扭面頂端為轉(zhuǎn)換接頭連接扣，用于連接轉(zhuǎn)換接頭，擴(kuò)眼鉆頭傳扭面底端為扭矩傳遞面，用于將部分井下扭矩傳遞給擴(kuò)眼鉆頭，扭矩傳遞面可以為多方結(jié)構(gòu)或者鍵結(jié)構(gòu)；扶正圓面為直徑大于擴(kuò)眼鉆頭傳扭面外接圓直徑的圓筒面，扶正圓面用于扶正擴(kuò)眼鉆頭3，擴(kuò)眼鉆頭3沿著傳液傳力短接2軸線方向上下移動(dòng);領(lǐng)眼鉆頭傳力面為直徑小于扶正圓面直徑的圓筒面，該圓筒面用于扶正蓄力彈簧4運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)一步扶正傳液傳力短接2與擴(kuò)眼鉆頭3的相對(duì)位置;傳液傳力短接2內(nèi)側(cè)上端為導(dǎo)流孔，中端為傳流孔，底端為領(lǐng)眼鉆頭連接扣；導(dǎo)流孔為倒置的圓錐孔，傳流孔為圓孔，導(dǎo)流孔用于將轉(zhuǎn)換接頭I傳來的鉆井液順利導(dǎo)入傳流孔，傳流孔將鉆井液繼續(xù)下傳;領(lǐng)眼鉆頭連接扣用于連接領(lǐng)眼鉆頭;傳液傳力短接2上位于傳流孔底端、領(lǐng)眼鉆頭連接扣上端之間設(shè)有旁通流道201，將鉆井液分流一部分給擴(kuò)眼鉆頭。
[0017]擴(kuò)眼鉆頭3由擴(kuò)眼鉆頭傳扭接頭301，擴(kuò)眼鉆頭冠體302組成。
[0018]擴(kuò)眼鉆頭傳扭接頭301外側(cè)為直徑與轉(zhuǎn)換接頭I上扣圓柱面直徑相等的圓柱面；內(nèi)側(cè)上端為形狀與擴(kuò)眼鉆頭傳扭面配合的擴(kuò)眼鉆頭傳扭柱面，下端為形狀與擴(kuò)眼鉆頭扶正圓面相配合的傳液傳力短接扶正面;擴(kuò)眼鉆頭傳扭接頭301底端為傳扭接頭固接連接面，傳扭接頭固接連接面為擴(kuò)眼鉆頭傳扭接頭301、擴(kuò)眼鉆頭冠體302固接提供界面。
[0019]擴(kuò)眼鉆頭冠體302頂端為固接連接面，下端為鉆頭冠；固接連接面形狀與傳扭接頭固接連接面互補(bǔ)，為擴(kuò)眼鉆頭傳扭接頭301、擴(kuò)眼鉆頭冠體302固接提供界面;鉆頭冠形狀根據(jù)地層特征變化，與普通鉆頭相近;擴(kuò)眼鉆頭冠體302內(nèi)側(cè)上端為圓形孔，下端為扶正筒;擴(kuò)眼鉆頭冠體302上端圓形孔直徑與擴(kuò)眼鉆頭傳扭接頭301的傳液傳力短接扶正面直徑相同；擴(kuò)眼鉆頭冠體302下端扶正筒貫通擴(kuò)眼鉆頭冠體302底部;擴(kuò)眼鉆頭冠體302扶正筒中間位置開有圓環(huán)調(diào)液腔303，調(diào)液腔303下圓面與擴(kuò)眼鉆頭冠體302鉆頭冠上刀翼根部開有擴(kuò)眼鉆頭噴嘴流道304，擴(kuò)眼鉆頭噴嘴流道304底端安裝有擴(kuò)眼鉆頭噴嘴305。
[0020]領(lǐng)眼鉆頭5，包括:領(lǐng)眼鉆頭接頭501、領(lǐng)眼鉆頭冠體502，領(lǐng)眼鉆頭接頭501、領(lǐng)眼鉆頭冠體502固接為一體；
[0021]領(lǐng)眼鉆頭接頭501外側(cè)的上部為領(lǐng)眼鉆頭連接螺紋、中部為領(lǐng)眼鉆頭接頭本體、下部為領(lǐng)眼鉆頭固接連接面，領(lǐng)眼鉆頭鉆具連接螺紋用于連接領(lǐng)眼鉆頭冠體502與傳液傳力短接2，領(lǐng)眼鉆頭接頭本體用于拆裝領(lǐng)眼鉆頭時(shí)為領(lǐng)眼鉆頭施加扭矩，領(lǐng)眼鉆頭固接連接面為領(lǐng)眼鉆頭接頭501、領(lǐng)眼鉆頭冠體502固接提供空間；領(lǐng)眼鉆頭接頭501的內(nèi)側(cè)有鉆井液流道，該流道用于為鉆井液提供過流空間。
[0022]領(lǐng)眼鉆頭冠體502外側(cè)上端為領(lǐng)眼鉆頭固接連接面，下端為領(lǐng)眼鉆鉆頭冠;領(lǐng)眼鉆頭固接連接面與領(lǐng)眼鉆頭接頭501的固接連接面形狀互補(bǔ)，用于實(shí)現(xiàn)領(lǐng)眼鉆頭冠體502與領(lǐng)眼鉆頭接頭50