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一种大直径井眼钻头
    【技术领域】

    本实用新型涉及一种钻头，属钻井工具。

    背景技术

    石油钻井中常用的钻大直径井眼的方法是采用与待钻井眼尺寸一致的钻头，下入地层中，循环钻井液，并旋转钻头进行钻进。但由于目前大尺寸的钻头型号单一，系列不全，加上在钻进过程中机械能量和水力能量不足，导致大直径井眼的机械钻速一般都比较低，因而钻井周期长，钻探成本高，特别是深井中大直径井眼井段长，地层可钻性差，上述问题更加突出。目前国内外常用扩孔技术来对已钻成的小井眼进行扩孔，它有两种方式：一种是双心扩孔技术，一般采用双心扩孔钻头来实现；另一种是先钻导眼再扩孔的技术，一般采用液压臂伸式扩孔器来实现。双心钻头目前存在的主要问题是工作扭矩大，井径扩大率小，扩眼钻速低、易形成螺旋形井眼，同时对于大直径的双心扩眼钻头其加工费用也高；液压臂伸式扩孔器的主要问题是工作扭矩大，同时因有活动部件的存在，存在着断臂、卡臂、臂缩不回原位等潜在的事故隐患。

    【发明内容】

    本实用新型的目的就是克服现有技术的缺点，提供一种大直径井眼钻头。它能在钻井过程中于同一井眼内同时钻领眼和扩孔，并在不起钻换钻具的情况下用两只钻头钻出与扩孔钻头尺寸一致的大尺寸井眼。

    本实用新型的目的是这样实现的：大直径井眼钻头由本体、钻柱、常规钻头组成，本体中空，两端加工有丝扣，下端丝扣与钻柱连接，钻柱下端接有常规钻头，在本体的同一圆周上均布有由牙爪、牙轮、轴承、牙齿组成的扩孔钻头。

    本实用新型采用双钻头同时向地层钻进，在钻进过程中形成一个阶梯形的井底，阶梯形井底改变了岩石的应力状态，破碎相对容易，因而可以提高钻井速度，并且领眼钻头直径小、选择范围广、机械钻速比较高，同时扩孔钻头的牙轮结构降低了钻头扩孔时的工作扭矩，提高了安全系数。

    【附图说明】

    图1：大直径井眼钻头结构示意图；

    图2：A-A剖视图；

    图中1-本体、2-牙爪、3-牙轮、4-轴承、5-牙齿、6-钻柱、7-常规钻头；

    【具体实施方式】

    如图1所示，大直径井眼钻头由扩孔钻头和常规钻头7两部分组成，扩孔钻头由牙爪2、牙轮3、轴承4、牙齿5构成，扩孔钻头均布在本体1地同一圆周上，本体1中空，上下车有丝扣，通过丝扣与钻柱6连接起来，钻柱6下端接有小尺寸的常规钻头7，即领眼钻头。

    在大直径井眼的钻进过程中，首先把一种大直径井眼钻头通过上下螺纹连接在钻柱中，下入井底，然后开泵循环钻井液加压钻进。领眼钻头7尺寸较小，在前面钻出一个较小尺寸的井眼，扩孔钻头在后面扩孔钻出一个较大直径的井眼。这样在井下就形成了一个阶梯形的井底剖面，使得井底的破岩条件得到改变。阶梯形井底由于岩石周围应力得到释放，在扩孔钻头牙齿压力的作用下处于受拉和受剪的应力状态，容易破碎，这样破岩效率明显提高。同时由于井底外环承受的压力减小，领眼钻头7在能量分配中就能获得足够的机械破岩能量和水力能量，解决了大尺寸钻头一次性破岩时机械破岩能量和水力能量不足的矛盾，同时也解决了大尺寸钻头结构单一、型号少、未形成系列、不能满足现场根据地层选择钻头的矛盾，充分利用小直径钻头选择范围广的优势，有利于提高钻井速度。此外，一种大直径井眼钻头的固定同心式结构可保证最终钻出的大直径井眼井径较规则，井身质量较好。