[发明专利]一种硬地层套管开窗钻头

说明书

技术领域

本发明属于油气田钻井作业领域井下工具类，特别涉及一种硬地层套管开窗钻头。 

背景技术

在分支井钻完井作业中，通过套管上开窗并钻孔，是解决分支井眼和主井眼连通问题的方法。目前在软地层套管开窗中，硬质合金开窗钻头因其高效、寿命长及成功率高而得到广泛应用。但在硬地层套管开窗中，常规的硬质合金开窗钻头无法一次完成套管开窗及硬地层钻进，往往需要数只甚至十余只开窗钻头才能达到开窗目的，有时还可能造成开窗失败，存在效率低、寿命短、成本高及成功率低的缺点。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于金属套管的切削开窗及硬地层的磨削钻进作业于一体的高效硬地层套管开窗钻头。

本发明具体公开了一种硬地层套管开窗钻头，具有钻头基体，钻头基体包括接头、保径面、锥形面和底端面，在钻头基体（1）的不同部位镶焊有不同结构形状的切削磨块。

其中，导向磨块镶焊于钻头基体的底端面，钻孔磨块镶焊于钻头基体的锥形面，保径磨块镶焊于钻头基体的保径面。

进一步，在锥形面和底端面上分布有水眼, 水眼分布在镶焊好的相邻磨块之间。

进一步，相邻磨块之间形成泥浆流道。

进一步，各个磨块采用高强度、高耐磨性的超硬材料制成。

进一步，导向磨块、钻孔磨块及保径磨块根据开窗钻头不同部位工作要求采用相应的超硬材料及合金粉末通过热压烧结而成，各磨块在保护气氛环境中镶焊在钻头基体上。

进一步，通过接头与井下钻具连接。

本发明通过特制的高强度、高耐磨性的超硬材料切削磨块，镶焊于钻头基体的不同部位，实现铣削金属套管与磨削硬地层两种钻井工艺于一体，一次性完成分支井套管开窗作业，具有高效率、长寿命、低成本及成功率高的特点，解决了以往硬地层套管开窗成功率低、施工工艺复杂、施工效率低的难题。

附图说明

图1本发明硬地层套管开窗钻头结构示意图；

图2 本发明硬地层套管开窗钻头基体示意图；

图3本发明硬地层套管开窗钻头底端面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，本发明的硬地层套管开窗钻头通过特制的、不同结构形状的、高强度、高耐磨性的超硬材料，如金刚石切削磨块镶焊于钻头基体1的不同部位而形成。如图2所示，钻头基体1由接头11、保径面12、锥形面13、底端面14和水眼15组成，其中水眼15分布在锥形面13和底端面14上。再结合图1，导向磨块21镶焊于钻头基体1的底端面14，钻孔磨块22镶焊于钻头基体1的锥形面13，保径磨块23镶焊于钻头基体1的保径面12。导向磨块21、钻孔磨块22及保径磨块23根据套管开窗钻头不同部位工作要求采用相应的超硬材料及合金粉末通过热压烧结而成，各磨块在保护气氛环境中镶焊在钻头基体上。

水眼15分布在磨块之间，磨块镶焊好后在相邻磨块之间形成泥浆流道3。本发明的硬地层套管开窗钻头通过接头11与井下钻具连接。

在钻进过程中，底端面14上导向磨块21和锥形面13上的钻孔磨块22起铣削金属套管与磨削硬地层的作用，保径面12上的保径磨块23起保持井眼直径大小的作用，利用水眼15及各镶焊磨块之间形成的流道3作为泥浆的液流通道，起到冷却钻头和排屑作用。钻头基体的锥形面13为圆锥体，起导向与保持钻井方向作用。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也实为本发明的保护范围。