一種抗回旋反向后排齒鉆頭制造技術

本發明專利技術提供一種抗回旋反向后排齒鉆頭，該鉆頭包括前排PDC切削齒、鉆頭本體、接頭、刀翼、規徑、噴嘴和排屑槽，鉆頭本體與接頭相連接，接頭與鉆桿連接，鉆頭本體內嵌有數個噴嘴，鉆頭本體上均勻固定數個刀翼，在每個刀翼上釬焊若干個PDC齒，兩個相鄰刀翼之間形成排屑槽，與接頭相接外徑最大處為規徑，在每個刀翼背面加一定數量的反向后排齒，反向后排齒的大小和數量根據實際情況可以進行調節。在深井和硬地層鉆井中，本發明專利技術在每個刀翼背后加一定數量的反向后排齒，增加反向的切削齒，能有效減少鉆頭回旋，能夠減少對鉆井有害的反向回旋力，并轉化為對鉆井有益的切削力，幫助破巖，提高鉆頭機械鉆速，從而提高鉆井速度，節約鉆井周期。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及石油、地質用的回轉鉆進鉆頭，特別涉及深井和硬地層用的鉆進鉆頭，具體的說，是一種抗回旋反向后排齒鉆頭。
技術介紹
目前，在石油、地質等領域使用PDC齒作為切削齒的回轉鉆進鉆頭(簡稱PDC鉆頭)很廣泛。PDC鉆頭具有機械鉆速高，鉆頭進尺壽命長等優點。由于在深井和硬地層鉆井過程中，鉆桿太長，發生扭曲，在鉆遇硬地層時，鉆頭要發生回旋，直接降低了鉆頭的攻擊力，并且可能對鉆頭造成傷害，從而過早損壞鉆頭，嚴重影響鉆井速度。為了解決這一難題，各大鉆頭公司嘗試了很多方法，包括使用扭力沖擊器、抗回旋保徑等；配合扭力沖擊器使用，讓鉆頭來回高速旋轉或者軸向來回伸縮，其目的就是降低鉆頭回旋，從而提高鉆井速度，缺點就是工具成本太高，而且技術性很強，不能普及；抗回旋保徑鉆頭設計效果不明顯。現在鉆頭回旋問題就是PDC鉆頭普遍存在又沒有解決的難題。
技術實現思路
本專利技術要解決的問題就是針對上述現有技術存在的難題，提供一種新型的鉆頭結構，解決鉆頭回旋問題。其技術方案如下：本專利技術提供一種抗回旋反向后排齒鉆頭，該鉆頭包括前排PDC切削齒、鉆頭本體、接頭、刀翼、規徑、噴嘴和排屑槽，鉆頭本體與接頭相連接，接頭與鉆桿連接，鉆頭本體內嵌有數個噴嘴，鉆頭本體上均勻固定數個刀翼，在每個刀翼上釬焊若干個前排PDC切削齒，兩個相鄰刀翼之間形成排屑槽，與接頭相接外徑最大處為規徑，其關鍵技術是在每個刀翼背面加一定數量的反向后排齒。所述反向后排齒的大小范圍為Ф8mm-Ф16mm。所述反向后排齒和相應的前排PDC切削齒同半徑，二者距離5-10mm。所述反向后排齒的仰角為10°-30°。在所述每個刀翼上設置2-16個反向后排齒。與現有技術相比，本專利技術具有的有益效果是：1、在深井和硬地層鉆井中，常規后排齒設計只是前排齒的一個補充，當前排齒損壞時，后排齒參與切削，和前排齒是一樣的功能。本專利技術在每個刀翼背后加一定數量的反向后排齒，增加了反向的切削齒，反向后排齒的切削方向和前排齒的切削方向相反，只要有鉆頭回旋情況發生，反向后排齒就參與工作，能有效減少鉆頭回旋，能夠減少對鉆井有害的反向回旋力，并轉化為對鉆井有益的切削力，幫助破巖，提高鉆頭機械鉆速，從而提高鉆井速度，節約鉆井周期。2、本專利技術的反向后排齒和相應的前排PDC切削齒同半徑，二者距離5-10mm，結構簡單，在保證能夠充分放置反向后排齒的情況下，使其占用空間達到最小，因而使得本專利技術的結構緊湊，不會導致刀翼內部空虛，不影響刀翼強度，并且能夠在現有的鉆頭廠家的同向雙排齒的設計上進行小的改動，避免了因小改動而重復設計和制造整個鉆頭，減少鉆頭廠家設計和制造成本，因而本專利技術成本低。3、本專利技術反向后排齒的仰角為10°-30°，反向后排齒在這個角度范圍的切削力大，抗回旋效果最好，保證鉆頭的攻擊力，保證鉆頭的高機械鉆速，延長鉆頭進尺壽命，提高了鉆井速度。4、本專利技術設計很靈活，能夠根據深井和硬地層的地層和巖性的實際情況來調節反向后排齒的大小和數量，反向后排齒的大小范圍為Ф8mm-Ф16mm，每個鉆頭刀翼上設置2-16個反向后排齒，以最大限度增加反向切削力，降低鉆頭回旋，保證鉆頭的攻擊力，減少對鉆頭造成傷害，從而保護鉆頭、提高鉆井速度。附圖說明圖1是本專利技術鉆頭本體與接頭連接示意圖；圖2是本專利技術結構示意圖；圖3是本專利技術前排PDC切削齒及反向后排齒切削狀態圖。圖中附圖標記：1—前排PDC切削齒；2—鉆頭本體；3—接頭；4—刀翼；5—規徑；6—反向后排齒；7—噴嘴；8—排屑槽；9—巖石。具體實施方式參見圖1-圖2，本專利技術提供一種抗回旋反向后排齒鉆頭，該鉆頭包括前排PDC切削齒1、鉆頭本體2、接頭3、刀翼4、規徑5、噴嘴7和排屑槽8，鉆頭本體2與接頭3相連接，接頭3與鉆桿連接，鉆頭本體2內嵌有數個噴嘴7，鉆頭本體2上均勻固定數個刀翼4，在每個刀翼4上釬焊若干個前排PDC切削齒1，兩個相鄰刀翼4之間形成排屑槽8，與接頭3相接外徑最大處為規徑5，其關鍵技術是在每個鉆頭刀翼4背面加一定數量的反向后排齒6，根據實際情況可以調節反向后排齒6的大小和數量，反向后排齒6的大小范圍為Ф8mm-Ф16mm，每個鉆頭刀翼4上設置2-16個反向后排齒6。反向后排齒6和相應的前排PDC切削齒1同半徑，二者距離5-10mm，反向后排齒6的仰角為10°-30°。鉆頭正常工作時，前排PDC切削齒1切削巖石9，反向后排齒6起支撐作用，讓鉆頭工作平穩，當深井或者硬地層鉆進時，鉆頭產生回旋，反向轉動，這時反向后排齒6切削巖石9，產生阻力，阻止鉆頭反轉，消除鉆頭回旋狀態，并且借助于回旋力切削巖石9。圖3中的箭頭方向為鉆頭切削方向。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抗回旋反向后排齒鉆頭，該鉆頭包括前排PDC切削齒(1)、鉆頭本體(2)、接頭(3)、刀翼(4)、規徑(5)、噴嘴(7)和排屑槽(8)，鉆頭本體(2)與接頭(3)相連接，接頭(3)與鉆桿連接，鉆頭本體(2)內嵌有數個噴嘴(7)，鉆頭本體(2)上均勻固定數個刀翼(4)，在每個刀翼(4)上釬焊若干個前排PDC切削齒(1)，兩個相鄰刀翼(4)之間形成排屑槽(8)，與接頭(3)相接外徑最大處為規徑(5)，其特征是：在每個刀翼(4)背面加一定數量的反向后排齒(6)。

【技術特征摘要】
1.一種抗回旋反向后排齒鉆頭，該鉆頭包括前排PDC切削齒(1)、鉆頭本體(2)、接頭(3)、刀翼(4)、規徑(5)、噴嘴(7)和排屑槽(8)，鉆頭本體(2)與接頭(3)相連接，接頭(3)與鉆桿連接，鉆頭本體(2)內嵌有數個噴嘴(7)，鉆頭本體(2)上均勻固定數個刀翼(4)，在每個刀翼(4)上釬焊若干個前排PDC切削齒(1)，兩個相鄰刀翼(4)之間形成排屑槽(8)，與接頭(3)相接外徑最大處為規徑(5)，其特征是：在每個刀翼(4)背面加一定數量的反向后排齒(6)。2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋躍，彭靜濤，
申請(專利權)人：四川川石金剛石鉆頭有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51