[实用新型]一趟钻变切削结构智能混合钻头

说明书

一趟钻变切削结构智能混合钻头，包括固定钻头本体，所述固定钻头本体中心处设置有轴向可伸缩旋转的钻头本体，所述轴向可伸缩旋转的钻头本体上等间距设置有3个PDC钻头的刀翼，所述固定钻头本体上等间距设置有3个牙掌，牙掌内侧面设置有牙轮，所述牙掌上设置有凹坑型槽，凹坑型槽上设置有牙轮，所述PDC钻头的刀翼与牙掌间隔设置。本实用新型能自动适应不同地层性质钻进，即根据地层自动调整切削结构，同时配合优化的钻井参数，提高机械钻速。

技术领域

本实用新型涉及水平井一趟钻技术领域，具体涉及一趟钻变切削结构智能混合钻头。

背景技术

随着勘探开发不断深入，非常规油气资源的战略地位日趋重要，低油价下如何经济有效地开发页岩油气等非常规油气是业界必须面临的课题。水平井钻井降本增效潜力大，途径多，其中一个重要途径就是“一趟钻”，尤其针对多井段，一趟钻降本增效效果极为明显。所谓一趟钻，是指一个钻头一次下井打完一个开次的所有进尺。钻头是制约“一趟钻”的关键因素之一。国内各页岩气、致密油气井区的水平井一趟钻整体技术水平还与国外存在较大差距，总体实现率还较低。随着油气资源特别是页岩油气开采的进行，一些地区复杂地质条件显现出来，由于各区块普遍存在坚硬、高研磨、软硬交错地层，导致钻进慢、单只钻头进尺少等难点，需频繁起下钻更换钻头，大大降低了钻井效率，增加了钻井风险。目前国内、外一趟钻使用的钻头都是PDC钻头，即使是混合钻头，其切削结构基本是固定的，并不是对所有的地层都有良好的适配性。其根本原因主要是混合切削结构与复杂地层的互作用破岩机理未彻底弄清及如何根据地层性质改变而使切削结构自适应的机制未解决。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一趟钻变切削结构智能混合钻头，能自动适应不同地层性质钻进，即根据地层自动调整切削结构，同时配合优化的钻井参数，提高机械钻速。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一趟钻变切削结构智能混合钻头，包括固定钻头本体3，所述固定钻头本体3中心处设置有轴向可伸缩旋转的钻头本体6，所述轴向可伸缩旋转的钻头本体6上等间距设置有3个PDC钻头的刀翼2，所述固定钻头本体3上等间距设置有3个牙掌5，牙掌5内侧面设置有牙轮1，所述牙掌5上设置有凹坑型槽7，凹坑型槽7上设置有牙轮1，所述PDC钻头的刀翼2与牙掌5间隔设置。

所述PDC钻头的刀翼2为弧形刀翼，两端为直线，中间为曲线，两者进行相切式的拼接。

所述三个PDC钻头的刀翼2之间的夹角为120度，每个PDC钻头的刀翼2顶部等间距分布着10个PDC齿。

所述PDC齿后倾角为10度，侧转角为10度。

所述牙掌5之间的夹角为120度，在牙掌5的斜坡面上设置有圆形凹槽7。

所述牙轮1通过旋转轴安装在牙掌5的斜坡面上，每个牙轮1共有三个锥面4，每个锥面4上面等间距分布着10个牙齿。

所述轴向可伸缩旋转钻头本体6与固定钻头本体3接触，轴向可伸缩旋转钻头本体6轴向可伸缩的长度范围为10mm-15mm，旋转角度为0到60度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型安装在钻柱的末端，钻柱将钻压和转速传递给钻头，针对不同性质的岩石，本钻头可调整切削结构对岩石进行高效破碎。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型伸缩变化示意图。

图3是PDC切削齿结构示意图。

图4是牙轮的牙齿结构示意图。

图5是固定钻头本体结构示意图。

图6是可伸缩旋转钻头本体结构示意图。