一種可改變刀翼數(shù)量的pdc鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆頭工具領(lǐng)域，具體是一種可改變刀翼數(shù)量的PDC鉆頭，特別適用于定向井、水平井等鉆井作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]定向井、水平井等需要導(dǎo)向鉆進(jìn)時(shí)，采用PDC鉆頭導(dǎo)向鉆進(jìn)，具有機(jī)械鉆速高、使用壽命長(zhǎng)、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，但也存在滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)工具面不穩(wěn)，易憋泵，造斜率偏低等缺點(diǎn)。根據(jù)大量roc鉆頭實(shí)鉆經(jīng)驗(yàn)可以看出，機(jī)械鉆速快慢、工具面是否穩(wěn)定與roc鉆頭的刀翼數(shù)量有很大關(guān)系，刀翼少則鉆頭容易吃入地層，復(fù)合鉆進(jìn)機(jī)械鉆速高，但滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)工具面不穩(wěn)、易憋泵、造斜率低；刀翼多則鉆頭難以吃入地層，復(fù)合鉆進(jìn)機(jī)械鉆速偏低，但滑動(dòng)鉆進(jìn)工具面穩(wěn)定、不易憋泵、造斜率高。導(dǎo)向鉆進(jìn)過程是一個(gè)滑動(dòng)鉆進(jìn)與復(fù)合鉆進(jìn)交替的過程，目前使用的PDC均是固定刀翼數(shù)量，PDC刀翼數(shù)量一定時(shí)，無法同時(shí)滿足復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)既有較高機(jī)械鉆速，滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)又能工具面穩(wěn)定、有較高造斜率的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有固定翼鉆頭存在的上述問題，提出一種通過改變不同鉆進(jìn)方式下刀翼的數(shù)量，在滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)有較多的刀翼切削地層，保證工具面穩(wěn)定，有較高造斜率；復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)有較少的刀翼切削地層，保證有較高的機(jī)械鉆速的可改變刀翼數(shù)量的roc鉆頭。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種可改變刀翼數(shù)量的PDC鉆頭，包括胎體1、水力通道2、固定刀翼3和噴嘴4，其特征是:在固定刀翼之間的胎體I上還設(shè)有活動(dòng)刀翼9。
[0005]上述方案進(jìn)一步包括:
活動(dòng)刀翼9上有T形卡塊6，與之對(duì)應(yīng)的胎體I上有T形卡槽7，活動(dòng)刀翼9通過T形卡塊6與胎體I上的T形卡槽7構(gòu)成軸向插入配合，T形卡槽7下部設(shè)有限位防脫塊8，T形卡槽7上部設(shè)有卡簧4，限位防脫塊8作用在活動(dòng)刀翼9T形卡塊6下部，并構(gòu)成限位和阻擋配合，卡簧4作用在活動(dòng)刀翼9上部和胎體I之間。
[0006]限位防脫塊8限定活動(dòng)刀翼9在卡簧4的彈力作用下伸至最長(zhǎng)時(shí)與固定刀翼3 —樣長(zhǎng)。
[0007]固定刀翼3與活動(dòng)刀翼9交替設(shè)置在胎體I上。
[0008]采用本發(fā)明的PDC鉆頭，在不同鉆進(jìn)方式下，由于摩阻不同等原因，鉆頭承受鉆壓不同，滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)鉆頭承受鉆壓小，活動(dòng)刀翼承受的壓力較小，卡簧變形小，活動(dòng)刀翼隨同卡簧收縮少，PDC鉆頭吃入地層刀翼數(shù)量多；復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)鉆頭承受鉆壓大，活動(dòng)刀翼承受的壓力較大，卡簧變形大，活動(dòng)刀翼隨同卡簧收縮多，PDC鉆頭吃入地層刀翼數(shù)量少。通過改變不同鉆進(jìn)方式下刀翼工作數(shù)量，滿足了在滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)有較多的刀翼，保證工具面穩(wěn)定，有較高造斜率；復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)有較少的刀翼工作，保證有較高的機(jī)械鉆速。并且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，安全性高，適用性強(qiáng)。特別適用于定向井、水平井等導(dǎo)向鉆進(jìn)作業(yè)實(shí)際需要。
[0009]【附圖說明】:
圖1是一種可改變刀翼數(shù)量的PDC鉆頭實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的仰視圖，即固定刀翼與活動(dòng)刀翼分布圖；
圖3是圖1中胎體上T形卡槽結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:1.胎體，2.水力通道，3.固定刀翼，4.噴嘴，5.卡簧，6.T形卡塊，7.T形卡槽，8.限位防脫塊，9.活動(dòng)刀翼。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過一個(gè)典型實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0012]參照?qǐng)D1、圖2和圖3，可改變刀翼數(shù)量的PDC鉆頭由胎體1、水力通道2、固定刀翼
3、噴嘴4、卡簧5、T形卡塊6、Τ形卡槽7、限位防脫塊8、活動(dòng)刀翼9組成。水力通道2貫穿胎體I內(nèi)部并且出胎體I處配多個(gè)噴嘴4，固定刀翼3、活動(dòng)刀翼9最外部組成的尺寸達(dá)到鉆頭直徑尺寸，固定刀翼3固定在胎體I上與胎體I連成一體，活動(dòng)刀翼9上有T形卡塊6，與之對(duì)應(yīng)的胎體I上有T形卡槽7，T形卡槽7下部有限位防脫塊8，T形卡槽7上部有卡簧5，活動(dòng)刀翼9通過T形卡塊6限定在胎體I上的T形卡槽7內(nèi)，活動(dòng)刀翼9隨著卡簧5的伸縮而伸縮，限位防脫塊8使活動(dòng)刀翼9在卡簧5的彈力作用下伸至最長(zhǎng)時(shí)與固定刀翼
3—樣長(zhǎng)，限位防脫塊8同時(shí)防止活動(dòng)刀翼9脫落。
[0013]在不同鉆進(jìn)方式下，由于摩阻不同等原因，鉆頭承受鉆壓不同，滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)鉆頭承受鉆壓小，活動(dòng)刀翼9承受的壓力較小，卡簧5變形小，活動(dòng)刀翼9隨同卡簧5收縮少，PDC鉆頭吃入地層刀翼數(shù)量多；復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)鉆頭承受鉆壓大，活動(dòng)刀翼9承受的壓力較大，卡簧5變形大，活動(dòng)刀翼9隨同卡簧5收縮多，PDC鉆頭吃入地層刀翼數(shù)量少。通過改變不同鉆進(jìn)方式下刀翼數(shù)量，在滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)有較多的刀翼，保證工具面穩(wěn)定，有較高造斜率；復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)有較少的刀翼，保證有較高的機(jī)械鉆速。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可改變刀翼數(shù)量的PDC鉆頭，包括胎體(I )、水力通道(2 )、固定刀翼(3 )和噴嘴(4)，其特征是:在固定刀翼之間的胎體(I)上還設(shè)有活動(dòng)刀翼(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可改變刀翼數(shù)量的PDC鉆頭，其特征是:活動(dòng)刀翼(9)上有T形卡塊(6)，與之對(duì)應(yīng)的胎體(I)上有T形卡槽(7)，活動(dòng)刀翼(9)通過T形卡塊(6)與胎體(I)上的T形卡槽(7)構(gòu)成軸向插入配合，T形卡槽(7)下部設(shè)有限位防脫塊(8),T形卡槽(7)上部設(shè)有卡簧(4)，限位防脫塊(8)作用在活動(dòng)刀翼(9) T形卡塊(6)下部，并構(gòu)成限位和阻擋配合，卡簧(4)作用在活動(dòng)刀翼(9)上部和胎體(I)之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可改變刀翼數(shù)量的PDC鉆頭，其特征是:限位防脫塊(8)限定活動(dòng)刀翼(9)在卡簧(4)的彈力作用下伸至最長(zhǎng)時(shí)與固定刀翼(3) —樣長(zhǎng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的可改變刀翼數(shù)量的PDC鉆頭，其特征是:固定刀翼(3)與活動(dòng)刀翼(9)交替設(shè)置在胎體(I)上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可改變刀翼數(shù)量的PDC鉆頭，主要由胎體、水力通道、噴嘴、固定刀翼、活動(dòng)刀翼、卡簧、T形卡塊、T形卡槽、限位防脫塊組成。固定刀翼固定在胎體上與之連成一體；活動(dòng)刀翼通過T形卡塊限定在胎體上的T形卡槽內(nèi)，卡槽下部有限位防脫塊、上部有卡簧。在不同鉆進(jìn)方式下，由于摩阻不同等原因，鉆頭承受鉆壓不同?；瑒?dòng)鉆進(jìn)時(shí)鉆頭承受鉆壓小，活動(dòng)刀翼隨同卡簧收縮少，吃入地層刀翼數(shù)量多；復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)鉆頭承受鉆壓大，活動(dòng)刀翼隨同卡簧收縮多，PDC鉆頭吃入地層刀翼數(shù)量少。通過改變不同鉆進(jìn)方式下刀翼數(shù)量，在滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)有較多的刀翼，保證工具面穩(wěn)定，有較高造斜率；復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)有較少的刀翼，保證有較高的機(jī)械鉆速。
【IPC分類】E21B10/60, E21B10/42, E21B10/54
【公開號(hào)】CN105443043
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410501705
【發(fā)明人】胥豪, 董志輝, 唐波, 孫銘新, 馮光通, 唐洪林, 楊春旭, 張曉明, 劉曉蘭, 張玲
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2014年9月27日