一种防卡钻钻头技术领域
本实用新型涉及适用于石油钻井的钻头领域,具体涉及一种防卡
钻钻头。
背景技术
在石油钻探领域,当钻头钻遇大段的石膏岩、泥膏岩地层时,钻
头切削齿很难吃入地层,导致机械钻速很慢,且地层缩径严重,钻进
极易出现卡钻事故,上提阻力大,在钻井过程中还存在憋泵现象。而
为了抑制和减轻泥膏岩的缩径,一般会相应提高钻井液密度,因此对
机械钻速也产生一定影响。
目前钻头的排屑槽和接头部位都是圆柱状的或光滑的部分,通常
是由两刀翼间隔形成的,这对于正常情况下的钻井作业和钻井液的循
环都是最优的选择。但是在钻进石膏岩、泥膏岩这种缩径很严重的地
层时,常规钻头的使用很可能导致卡钻和憋泵,安全问题尤为突出。
实用新型内容
针对现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种防卡钻钻
头,加强保径及倒划眼功能,改进了钻头的排屑,并优化了钻头的布
齿结构,提高钻井速度以及质量。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
一种防卡钻钻头,包括钻头本体,钻头本体上设有绕钻头本体的
中心轴线分布的刀翼组件,该刀翼组件包括均沿逆时针方向排列的五
个刀翼,该五个刀翼包括两个刀翼A以及三个刀翼B,两个刀翼A
间隔分布于相邻的两刀翼B之间,且刀翼A的长度大于刀翼B的长
度;刀翼A以及刀翼B由钻头本体的顶端中心向下延伸至钻头本体
侧面;刀翼A以及刀翼B的外表面均设置有沿其各自长度方向依次排
列的主切削齿、保径齿以及倒划眼齿;钻头本体的侧壁上开设有多个
沿钻头本体长度方向延伸的凹槽;各凹槽间隔分布于相邻的刀翼A与
刀翼B之间以及相邻的两个刀翼B之间。
优选的,两个刀翼A的分布角度为0°和155°,三个刀翼B的
分布角度为79°、229°和295°。
优选的,分布角度为0°的刀翼A表面由顶端向下依次分布有1
号、3号、5号、10号、15号、20号和25号主切削齿;分布角度为
155°的刀翼A表面由顶端向下依次分布有2号、4号、8号、13号、
18号、23号和28号主切削齿;分布角度为79°的刀翼B表面由顶
端向下依次分布有6号、11号、16号、21号和26号主切削齿;分
布角度为229°的刀翼B表面由顶端向下依次分布有7号、12号、17
号、22号和27号主切削齿;分布角度为295°的刀翼B表面由顶端
向下依次分布有9号、14号、19号、24号和29号主切削齿。
优选的,1号-29号主切削齿距离钻头本体中心轴线的距离依次
增大;1号主切削齿的后倾角为12°,29号主切削齿的后倾角为20.4°,
1号-29号主切削齿的后倾角度以0.3°的递增幅度依次递增。
优选的,钻头本体的顶端设置有多个喷嘴。
优选的,各刀翼A的保径齿均设有两个,各刀翼A的倒划眼齿均
设有三个;各刀翼B的保径齿均设有两个;各刀翼B的倒划眼齿均设
有三个。
本实用新型的有益效果在于:
相较于现有技术,本实用新型的钻头,各刀翼下端斜面上分布的
保径齿以及倒划眼齿增强了倒划眼功能,使起钻顺利,提高钻井质量;
除此之外,在钻头体的两刀翼之间的凹槽位置开槽,以改善排屑及防
泥包,防止卡钻、蹩钻;另外在刀翼组件上合理分布主切削齿,优化
的切削结构,使该钻头能够有效地吃入地层,提高破岩效率凹槽。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的俯视图。
其中,10、钻头本体;11、凹槽;40、主切削齿;50、保径齿;
60、倒划眼齿;70、喷嘴。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本实用新型做进一步描述:
如图1以及图2所示的一种钻头,主要包括钻头本体10,在该
钻头本体10上设有刀翼组件,且该刀翼组件绕钻头本体10的中心轴
线分布,具体该刀翼组件主要包括五个刀翼,且该五个刀翼均沿顺时
针方向排布,包括两个刀翼A(图中所指的A)以及三个刀翼B(图
中所指的B),同时使两个刀翼A间隔分布于相邻的两刀翼B之间,
且刀翼A的长度大于刀翼B的长度,该结构更加稳固,在钻井时使钻
头能够平稳地吃入地层。
刀翼A以及刀翼B由钻头本体10顶端向下延伸至钻头本体10侧
面,如此可在刀翼A以及刀翼B的外表面均设置有沿其各自长度方向
依次排列的主切削齿40、保径齿50以及倒划眼齿60;因刀翼A的长
度大于刀翼B的长度,故刀翼A可更接近钻头本体10的中心,能够
排布更多的主切削齿40;而刀翼A与刀翼B间隔排布,使得钻头各
部分切削力保持一致,提高钻头的稳定性。同时各刀翼下端分布的保
径齿50以及倒划眼齿60增强了倒划眼功能,可保证起钻,提高钻井
质量。
钻头本体10的侧壁上开设有多个沿钻头本体10长度方向延伸的
凹槽11;各凹槽11间隔分布于相邻的刀翼A与刀翼B之间以及相邻
的两个刀翼B之间,用于排屑,此凹槽相较于现有技术中两刀翼间隔
形成的排屑槽,加深了深度,以改善钻头的排屑效果从而防止钻头泥
包,避免防止卡钻、蹩钻。当然,因钻头本体10一般具有一与外部
零件连接的接头,而上述凹槽11可延伸至钻头本体10与外部零件的
连接处,如此即使钻井过程中缩径到接头外径位置仍可以排屑。
优选的,两个刀翼A的分布角度为0°和155°,三个刀翼B的
分布角度为79°、229°和295°,这种分布角度从俯视图(参阅图
2)上看,使各刀翼在结构的限制上能够最大间隔的排布于钻头本体
10上,有利于排屑。
优选的,参阅图2,其分布角度为0°的刀翼A表面由顶端向下
依次分布有1号、3号、5号、10号、15号、20号和25号主切削齿;
分布角度为155°的刀翼A表面由顶端向下依次分布有2号、4号、8
号、13号、18号、23号和28号主切削齿;分布角度为79°的刀翼
B表面由顶端向下依次分布有6号、11号、16号、21号和26号主切
削齿;分布角度为229°的刀翼B表面由顶端向下依次分布有7号、
12号、17号、22号和27号主切削齿;分布角度为295°的刀翼B表
面由顶端向下依次分布有9号、14号、19号、23号和29号主切削
齿。
且1号-29号主切削齿距离钻头本体中心轴线的距离依次增大;
1号主切削齿的后倾角为12°,29号主切削齿的后倾角为20.4°,1号
-29号主切削齿的后倾角度以0.3°的递增幅度依次递增。在本实施例
中,上述1号、3号、6号、8号、10号、12号、14号、22号、28
号和29号主切削齿的直径可均为13mm;2号、5号、7号、9号、11
号、13号、15号-21号和23号-27号主切削齿的直径可均为16mm。
另外,上述各刀翼A上的保径齿以及各刀翼B上的保径齿50均设有
两个,各刀翼A上的倒划眼齿60以及各刀翼B的倒划眼齿60均设有
三个,且各保径齿的直径均为13mm,各倒划眼齿60的直径均为10mm。
如此,在该钻头上混合布置直径为16mm与13mm的切削齿,使切削齿
能够有效地吃入地层,提高破岩效率。
优选的,在本实施例中,该钻头的钻头本体10的顶端还设置有
多个喷嘴70,该喷嘴70的主要作用在于增强清洗岩屑的效果。
对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构
思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变
都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。