[发明专利]微取心PDC钻头

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油天然气钻井钻头，尤其是一种微取心PDC钻头，属于 PDC钻头的结构改进。

背景技术

在地层较硬的情况下，一般不使用牙轮钻头，因为牙轮钻头机械钻速慢、 寿命短，常常导致额外的起下钻作业，增加钻井时间和作业费用。因此通常采 用机械钻速较快的PDC钻头，以提高钻井速度。但是常规PDC钻头存在钻出的 岩屑尺寸较小的问题，不能满足地质上对岩石信息进行鉴定的要求，因此，为 了获取符合地质要求的岩屑，有时不得不在地层较硬的情况下仍然使用牙轮钻 头。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微取心PDC钻头。

为解决上述技术问题，本发明的PDC钻头主要由钻头基体、刀翼、PDC切削 齿、喷嘴、流道和排屑槽组成，喷嘴安装在钻头基体上，刀翼固定在钻头基体 上，PDC切削齿布置在刀翼上；钻头中心区域没有布置PDC切削齿；钻头基体中 心区域有一个允许钻头钻进时形成的微岩心进入的凹槽，该凹槽的一个侧面为 斜平面，微岩心进入凹槽后与斜平面接触，与凹槽平滑连接为一体的大流道比 其它流道深，大流道的周向尺寸是随着钻头径向尺寸的增大而增大的，斜平面 面对着大流道；排屑槽在钻头径向上的宽度大于微岩心的直径。

采用这样的结构后，由于钻头中心区域没有布置PDC切削齿，因此钻头的 中心区域没有切削岩石的功能，所以钻头在较硬地层中钻进时会形成微岩心， 当微岩心进入到凹槽后接触到凹槽的斜平面时会受到一个来自于斜平面的径向 力的作用，迫使微岩心发生折断，进入深而宽的大流道，然后通过排屑槽进入 井眼环形空间，与其它普通岩屑一起排到地面。因此在地面上能够获取尺寸比 普通岩屑大得多的微岩心，可供地质工作者作岩石信息鉴定之用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明微取心PDC钻头一种实施方式的平面结构示意图。

图2是本发明微取心PDC钻头一种实施方式的工作原理示意图。

具体实施方式

参照图1和图2的微取心PDC钻头主要由钻头基体1、刀翼2、PDC切削齿 3、喷嘴4、流道5、大流道9和排屑槽6组成，喷嘴4安装在钻头基体1上， 刀翼2固定在钻头基体1上，PDC切削齿3布置在刀翼2上；钻头中心区域没有 布置PDC切削齿；钻头基体1中心区域有一个允许钻头钻进时形成的微岩心10 进入的凹槽7，该凹槽7的一个侧面为斜平面8，与凹槽7平滑连接为一体的大 流道9比其它流道5深，大流道9的周向尺寸是随着钻头径向尺寸的增大而增 大的，斜平面8面对着大流道9；排屑槽6在钻头径向上的宽度大于微岩心10 的直径。

由于本发明钻头中心区域没有布置PDC切削齿，因此钻头的中心区域没有 切削岩石的功能，所以钻头在较硬地层中钻进时会形成微岩心10，当微岩心10 进入到凹槽7后会接触到斜平面8，因此微岩心10会受到一个来自于斜平面8 的径向力F的作用，随着微岩心10进到凹槽7的深度的不断增大该径向力F也 越来越大，最后迫使微岩心10发生折断，进入到大流道9，然后再进入排屑槽 6，最后通过井眼环形空间排到地面。由于大流道9比其它流道5深而且是随着 钻头径向尺寸的增大而增大的，所以被折断的微岩心10不会被卡在大流道9中， 同样因为排屑槽6在钻头径向上的宽度大于微岩心10的直径，所以微岩心10 也不会被卡在排屑槽6中。由于微岩心10的尺寸比其它普通岩屑大得多，因此 可以供地质工作者作岩石信息鉴定之用。在钻进过程中微岩心10不断出现，也 频繁被折断，所以在地面上会获取大量的满足地质鉴定岩石信息之用的微岩心 10。