[发明专利]一种用于深井内钻进的牙轮与PDC复合钻头

说明书

本发明提供了一种用于深井内钻进的牙轮与PDC复合钻头，属于地质钻探技术领域，包括钻头本体、第一调整机构、第二调整机构和保径齿，钻头本体用于切削钻进地质岩层，第一调整机构的一端与钻头本体底端连接、另一端为自由端且用于调节钻头本体与钻杆之间距离，第二调整机构的一端与第一调整机构底端固定连接、另一端用于连接钻杆，第二调整机构用于调节第一调整机构与钻杆之间距离。本发明提供的一种用于深井内钻进的牙轮与PDC复合钻头，具有对牙轮和PDC复合钻头与钻杆之间长度调节方便，满足对深井中钻进作业，钻头不用拆卸和另加套筒，通过自身调节即可完成延长，钻头本身钻进稳定的技术效果。

技术领域

本发明属于地质钻探技术领域，更具体地说，是涉及一种用于深井内钻进的牙轮与PDC复合钻头。

背景技术

在石油钻井中，到目前为止使用最多的、能适应各种地层的钻头是牙轮钻头，牙轮钻头中使用最多的是三牙轮钻头，广泛应用于石油、天然气钻井以及其他地质钻探等。另外也使用聚晶金刚石复合片钻头，简称为PDC钻头，它是用聚晶金刚石(薄圆片状)做成小型切削块镶装或烧结到钻头体上而形成的，适用于软到中硬地层。

上世纪初，牙轮钻头代替刮刀钻头在硬质研磨性地层应用，但这种钻头在钻页岩和其他塑性岩层中的缺点主要是压持作用造成井底泥包，而随着钻探和井底压力以及泥浆比重的增加，泥包现象会更加严重。为了解决这个问题，多年来各钻头制造商对牙轮钻头进行改进，考虑到刮刀钻头或固定切削齿钻头在此方面受到的影响较小，人们开始尝试将两种钻头相结合，因此就制造出集成了牙轮和PDC钻头的复合钻头。

虽然复合钻头兼并了两种钻头的优点，可以用来应对各种条件的地质层，但是由于其结构紧凑，整个钻头为一体式结构，且不可拆卸，当需要钻进深井时，而且当钻杆的长度受限制时，则对于深井中使用复合钻头进行钻进，解决的方案有：一是延长钻杆的长度，二是延长钻头的长度。一般情况下，钻头的长度是固定不变的，在制造完成出厂后就不能再变动，则对钻头的长度延长时就需要人工用加长套筒，一端套接在钻头上，使套筒的另一端与钻杆螺纹连接，这样就可以延长钻头的长度，从而为深井中钻进提供支持。另外当通过延长钻杆时，钻杆的延长会增加钻杆制造成本，当钻杆在浅井中钻进时，由于钻杆长度较长且长度不可调节，则操作钻杆与钻头的连接时也非常不方便，钻杆不能根据钻井的长度做适应性的调整，而且钻头长度的延长使用的加长套筒，加长套筒的安装也不方便，不易操作，在深井中钻进时受限制，因此急需研究一种能够根据钻井深度或能在深井中钻进，钻头与钻杆之间的距离或长度可调节，便于适应于浅井和深井中钻进的牙轮和PDC的复合钻头。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于深井内钻进的牙轮与PDC复合钻头，旨在解决现有技术中的牙轮和PDC复合钻头与钻杆之间长度不能调整，在深井中钻进时受限制的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种用于深井内钻进的牙轮与PDC复合钻头，包括钻头本体、第一调整机构、第二调整机构和保径齿，钻头本体上设有牙轮和PDC切削齿，所述钻头本体用于切削钻进地质岩层；第一调整机构的一端与所述钻头本体底端连接、另一端为自由端，所述第一调整机构用于调节所述钻头本体与钻杆之间距离；第二调整机构的一端与所述第一调整机构底端固定连接、另一端用于连接钻杆，所述第二调整机构用于调节所述第一调整机构与钻杆之间距离，所述钻头本体、所述第一调整机构和所述第二调整机构的竖向中心在同一条直线上；保径齿为多个，分别固设在所述第一调整机构和所述第二调整机构外壁上，所述钻头本体旋转时所述保径齿用于保护所述第一调整机构和所述第二调整机构。