[实用新型]具有多级破碎功能的PDC钻头

说明书

本实用新型公开了一种具有多级破碎功能的PDC钻头，包括接头、基体以及由后向前依次设置在基体上的扩眼机构和领眼钻头，基体的后端与接头连接，扩眼机构的外径大于领眼钻头的外径，扩眼机构包括扩眼保径块和扩眼刀翼，扩眼保径块设于基体上，扩眼刀翼设于扩眼保径块上；领眼钻头包括领眼保径块和领眼刀翼，领眼保径块设于基体上，领眼刀翼设于领眼保径块上，扩眼刀翼和领眼刀翼上分别设有PDC切削齿。本实用新型采用多级保径块、刀翼和PDC切削齿构成的机构，并将多级机构的外径设计为前部机构小于后部机构，最前面的领眼钻头的外径小于预定井眼的直径，领眼钻头承压面积更小，在相同的钻井参数条件下，领眼钻头更容易吃入地层，有利于提高钻井效率。

技术领域

本实用新型涉及一种钻井用的PDC钻头，尤其涉及一种具有多级破碎功能的PDC钻头。

背景技术

PDC(即聚晶金刚石复合片)钻头是石油天然气开发钻井的重要工具，其基本结构包括接头、基体、刀翼、切削齿，基体的后部与接头连接，一般一体成型，也可以焊接连接，基体的前部设有保径段，多个刀翼围绕设于基体的前端上，多个切削齿设于刀翼上，基体的前端位于其中两个相邻刀翼之间的位置设有与内部的水眼孔连通的喷嘴，用于向切削齿部分喷射钻井液。

PDC钻头的使用性能直接影响石油天然气的开发成本，PDC钻头保持长的使用寿命和高的机械钻速将大幅减少钻井过程中的起下钻次数，缩短建井周期，降低钻井综合成本。

钻井过程中，PDC钻头在钻压和扭矩的双重作用下吃入并刮切地层，这种破岩机理导致其在软至中硬地层中具有很高的破岩效率，且相比牙轮钻头具有更长的使用寿命，相比天然金刚石钻头、孕镶金刚石钻头具有更低的加工及应用成本，这也是PDC钻头能够得到推广并在石油钻井中占据主导地位的主要原因。但是在一些较硬的地层如胶结致密的泥质砂岩、砂质泥岩中，地层坚硬致密抗压强度高，PDC钻头难以有效吃入地层且易发生冲击损坏，影响了PDC钻头在此类地层的使用效果和推广应用。随着油气资源勘探开发向地层深部的发展，需要应对的硬地层钻进越来越多，通过创新推动新型钻头的出现以匹配硬地层钻井的需要显得越来越迫切。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有多级破碎功能的PDC钻头。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种具有多级破碎功能的PDC钻头，包括接头和基体，所述基体的后端与所述接头连接，所述具有多级破碎功能的PDC钻头还包括由后向前依次设置在所述基体上的扩眼机构和领眼钻头，所述扩眼机构的外径大于所述领眼钻头的外径，所述扩眼机构包括扩眼保径块和扩眼刀翼，所述扩眼保径块设于所述基体上，所述扩眼刀翼设于所述扩眼保径块上；所述领眼钻头包括领眼保径块和领眼刀翼，所述领眼保径块设于所述基体上，所述领眼刀翼设于所述领眼保径块上，所述扩眼刀翼和所述领眼刀翼上分别设有PDC切削齿。

根据需要，所述基体上位于相邻两个所述扩眼刀翼之间的位置以及相邻两个所述领眼刀翼之间的位置分别设有与内部的水眼孔连通的喷嘴。基体上位于相邻两个扩眼刀翼之间的位置也可以不设置喷嘴。

进一步，所述具有多级破碎功能的PDC钻头还包括设于所述基体上并位于所述扩眼机构和所述领眼钻头之间的预扩眼机构，所述预扩眼机构的外径大于所述领眼钻头的外径且小于所述扩眼机构的外径，所述预扩眼机构包括预扩眼保径块和预扩眼刀翼，所述预扩眼保径块设于所述基体上，所述预扩眼刀翼设于所述预扩眼保径块上，所述预扩眼刀翼上设有所述PDC切削齿。

本实用新型的有益效果在于：