[实用新型]适应复杂地层的PDC钻头

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种PDC钻头，尤其是涉及一种适应复杂地层的PDC钻头。

背景技术

在油气开发钻井作业中，如果地质岩性比较均匀，或者存在大段性状类似的地层时，只要根据地质岩性选择适合的钻头就可以了。但当地层岩性分布不均，有软硬夹层或砾岩等特殊岩性存在时，特别是探井施工作业时地质构造不明确，为钻头的选型带来困难，有时需要频繁起下钻，使得施工风险加大，钻井周期延长，作业成本增加。

实用新型内容

为了解决在钻井作业中地层岩性不均、软硬夹层和砾岩等复杂岩性，施工风险加大，钻井周期延长，作业成本增加的问题，本实用新型提供一种适应复杂地层的PDC钻头。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：适应复杂地层的PDC钻头，钻头体前端的钻头冠上有刀翼，后端为连接螺纹，刀翼下部是保径，保径上安装有保径齿，钻头冠上有水眼，钻头冠前端部设置为非均匀分布的2个主刀翼和3个副刀翼；两个主刀翼之间安装1个副刀翼；主刀翼、副刀翼上排列有前排的主齿和后排的副齿，副齿凸出钻头冠基体的高度低于主齿的高度。主刀翼前排的主齿靠近钻头心部安装有小型切削齿，靠近钻头外侧的肩部安装有大型切削齿；副刀翼前排为大型切削齿；主刀翼、副刀翼的前排大型切削齿后面安装的副齿为小型切削齿；副齿与前排的大型切削齿错位排布。大型切削齿的尺寸大于或等于15mm，小型切削齿的尺寸等于或小于14mm。钻头冠心部有中心水眼；每个主刀翼、副刀翼前方设置有大型水眼。

本实用新型的有益效果是，布齿灵活，适应性强，钻井作业风险降低，工作效率高，可有效降低作业成本。

附图说明

图1是本实用新型适应复杂地层的PDC钻头的冠部示意图。

图中：1.大型切削齿，2小型切削齿，3.副刀翼，4.中心水眼，5.钻头冠，6.主齿，7.副齿，8.主刀翼，9.大型水眼。

具体实施方式

下面结合附图1和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型适应复杂地层的PDC钻头，钻头体前端为钻头冠5，后端为连接螺纹，钻头冠5上有刀翼，刀翼下部是保径，保径上安装有保径齿，钻头冠5上有水眼。钻头冠5前端部设置为非均匀分布的2个主刀翼8和3个副刀翼3；两个主刀翼8之间安装1个副刀翼1；主刀翼8、副刀翼3上均为前排的主齿6和后排的副齿7排列，副齿7的出露高度低于主齿6。这样的排布既没有降低钻头本身的攻击性，同时又不影响岩屑的运移。

主刀翼8前排主齿6靠近钻头心部处安装有小型切削齿2，靠近钻头外侧的肩部安装有大型切削齿1；副刀翼3前排为大型切削齿1；主刀翼8、副刀翼3的前排大型切削齿1后面安装的副齿7为小型切削齿2；副齿7与前排的大型切削齿1错位排布，如此排布能够保证5个刀翼钻头心部的布齿密度，消除了因刀翼限制造成的薄弱环节。通常大型切削齿1的尺寸大于或等于15mm，小型切削齿2的尺寸等于或小于14mm；主刀翼8前排的主齿6靠近钻头心部安装的是小型切削齿2，靠近钻头外侧的肩部安装的是大型切削齿1。

本实用新型适应复杂地层的PDC钻头的水眼布置为，钻头心部设置有中心水眼4，各主刀翼8、副刀翼3前设置有大型水眼9。钻头心部设置的中心水眼4能够中和横向力，有效防止泥包，消除滞留和回流区域。

应用本实用新型适应复杂地层的PDC钻头进行钻井作业，当钻遇较软地层时，主齿6首先发挥作用。由于主齿6中的大型切削齿1为主导齿，单齿吃入地层较深，可以实现较高的机械钻速；心部的中心水眼4既中和了横向力，消除滞留和回流区域，又加快了岩屑的排出，避免重复切削，提高工作效率。当钻遇较硬地层时，不必起钻更换钻头，只需适当增加钻压，迫使副齿7接触井底参与破岩，提高了钻头的利用率及其使用寿命；当穿过硬地层后，又可以在低钻压下以较高的机械钻速钻进。

应该注意的是，上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离权利要求书的范围。