[发明专利]石油钻井用高速平衡pdc钻头的使用方法

说明书

本发明公开了一种石油钻井用高速平衡pdc钻头的使用方法。其技术方案是：上接头的下端通过对接头连接中心钻头，镗削钻头主体通过镗铣传送套驱动连接；在镗削钻头主体与中心钻头之间的空腔内设有多组铣削钻头主体，每个铣削钻头主体的外壁安设传速介轮，通过传速介轮与对接头外壁的齿牙和镗铣传送套内壁的齿牙啮合；铣削钻头主体设有传速轴承和传速压帽，镗铣传送套与上接头之间设有分级轴承；有益效果是：本发明的中心钻头可以向下钻进，铣削钻头主体可以实现自转和绕着中心钻头做公转的旋转钻进功能，镗削钻头主体绕着中心钻头旋转，降低了镗削钻头主体的旋转速度，减少了外径部位的烧钻现象，提高了钻头的使用寿命。

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种石油钻井用高速平衡pdc钻头的使用方法。

背景技术

在石油的开采过程中，钻井是一个重要环节，在目前的钻井过程中，提高钻具的性能是各个钻具企业一直在努力的方向，而现有的钻头是进行石油钻井工作的重要工具之一，钻头是否适应岩石性质及其质量的好坏，在选用钻井工艺方面起着非常重要的作用，特别是对钻井质量、钻探速度、钻井成本方面产生着巨大的影响，PDC钻头是当今石油和天然气勘探开发行业广泛使用的一种破岩工具，它有效地提高了机械钻具，缩短了钻井周期；pdc钻头主要有四个组成部分，即金刚石复合片、喷嘴、胎体以及钻头体，其存在的问题是：在钻井时，pdc钻头下入井下在钻杆的带动下旋转，从而实现钻进，一直在金刚石复合片磨光或者损坏时，就无法继续进行钻井，只能上提钻杆来更换新的钻头；在钻较浅的油井时，更换钻头的时间还比较短，可以接受；但是当钻几千米的深井时，在需要更换钻头时，需要一根一根的将钻杆上提，现有的钻杆一般的长度为7-13米左右，5000米井深就需要500根左右的钻杆，这样的上提和下入，会造成大量的时间浪费在起下钻杆上，造成钻井的成本大幅度攀升，形成巨额的钻井费用，因此，如何能提高pdc钻头的使用寿命，其具有重要的意义。

另外，在需要钻井的孔径较大时，就需要直径较大的pdc钻头，但是直径越大，就带来一个问题，钻头下端的中心位置的旋转的线速度与钻头外径部位的线速度差别非常大，也就是说中心位置与外径部位的旋转的角速度在钻杆的带动下是相同的，但是旋转的线速度却差别很大，这就造成大直径的钻头的外径，会快速的出现烧钻的情况，降低了钻头的硬度，导致钻头会快速的损失性能，降低使用寿命，从而只能频繁的更换钻头，造成钻井成本的成倍增加。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种石油钻井用高速平衡pdc钻头的使用方法，通过设计中心钻头、铣削钻头主体和镗削钻头主体，中心钻头可以向下钻进，铣削钻头主体可以实现自转和绕着中心钻头做公转的旋转钻进功能，镗削钻头主体绕着中心钻头旋转，降低了镗削钻头主体的旋转速度，减少了外径部位的烧钻现象，提高了钻头的使用寿命。

本发明提到的一种石油钻井用高速平衡pdc钻头的使用方法，其技术方案是包括以下过程：

一、将上接头连接钻杆及泥浆液，钻杆带动上接头旋转，在上接头的带动下，对接头以相同的角速度旋转，对接头的下端连接中心钻头，所以带动中心钻头旋转，中心钻头下端为锥形结构，且中心钻头上分布有中心钻硬质合金刀头，实现中心钻头的钻进功能；

二、由于对接头的下端外侧设有外齿轮，用于与各个铣削钻头主体外侧的传速介轮啮合，并且，传速介轮还与镗铣传送套内壁的传速内齿轮啮合，从而带动各个铣削钻头主体在进行自转的同时，还沿着传速内齿轮移动形成绕对接头的公转，因为每个铣削钻头主体的下端设有铣削主体，并且依次镶嵌焊接铣削硬质合金刀头，而且，在铣削钻头主体的传动主体的上端安装传速轴承，传速轴承在第一压力轴承和第二压力轴承的下压力的推动下，形成向下钻进的功能；

三、在传速介轮与镗铣传送套内壁的传速内齿轮啮合的作用下，带动镗削钻头主体做降速的旋转运动，镗铣传送套的顶部通过分级轴承和轴承径向间隔套与上接头配合转动，镗削钻头主体的下部外壁设有依次排列镶嵌焊接的镗削硬质合金刀头，实现井下钻进的功能。