一种钻进性能可调节的可钻式PDC套管钻头的制作方法

    技术2025-12-09  2


    本发明涉及石油钻井,具体为一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头。


    背景技术:

    1、常规钻井过程需要先利用钻杆携带钻头钻开地层形成井眼,随后将钻头从井眼中起出,然后下套管固井、稳定井壁。当钻开地层的过程中遇到岩性变化较快的地层时,往往会面临地层压力的不确定性和井壁的不稳定性。为了应对这些复杂工况,现场工程师们往往会进行多次扩眼、洗井和下套管,尽管如此依然会有卡套管等复杂情况发生,极大增加了钻井周期和钻井成本。

    2、pdc钻头卡滑现象一直是石油和地质钻井行业面临的主要挑战,卡滑造成的不稳定性会引起钻头过早损坏,限制了钻头的寿命,增加了起下钻次数,延长了钻井周期,提高了钻井成本。但固定式的切削深度控制技术,会牺牲部分机械钻速,影响pdc钻头的正常使用。

    3、因此,需要提出一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头来解决上述问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,以解决现有技术存在的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,包括管状杆部,管状杆部上部设有过渡管,过渡管上部切削头部,过渡管与切削头部连接处设有钻头肩部,过渡管外壁上设有保径块。

    4、如上所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,所述钻头肩部上设有保径齿。

    5、如上所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,所述切削头部包括切削头本体,切削头本体设置在管状杆部顶端,切削头本体上部设置有刀翼,刀翼上部设有可钻式基座,可钻式基座上连接有pdc齿,切削头本体上设置可钻式喷嘴。

    6、如上所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,所述切削头本体通过螺纹与管状杆部的顶端连接;切削头本体上设置第二插销孔,管状杆部上设置第三插销孔,第二插销孔和第三插销孔内插设第二插销。

    7、如上所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,所述pdc齿包括硬质合金本体,硬质合金本体的上端设置有金刚石层。

    8、如上所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,所述硬质合金本体呈中空设置。

    9、如上所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,所述可钻式基座上设置第一凹座,第一凹座内固定设有pdc齿。

    10、如上所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,所述切削头本体上设置水眼,所述水眼内设有可钻式喷嘴。

    11、如上所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,所述可钻式喷嘴采用陶瓷和铜合金材料制成。

    12、本发明的优点在于:本发明的钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头不同于常规采用tsp的套管式钻头,将pdc钻头与可钻式套管钻头相结合,采用pdc齿作为破岩切削结构,能够保证与常规pdc钻头相同的机械钻速和进尺,可提高钻井效率、减少钻井周期;本发明的pdc齿硬度可调节,可根据目标地层的实际需求,适配相应的pdc齿,调整pdc齿的完整性与耐用性保证能够被下一趟钻的pdc钻头有效钻穿,达到控制pdc齿可钻性目的。本发明能够有效提高套管钻头的钻进表现,同时,又控制了pdc齿的可钻性,降低了钻井过程中的潜在风险,减少了下套管、洗井等钻井工艺,有助于缩短钻井周期,节约钻井成本。



    技术特征:

    1.一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,其特征在于:包括管状杆部(1),管状杆部(1)上部设有过渡管,过渡管上部切削头部(2),过渡管与切削头部(2)连接处设有钻头肩部(11),过渡管外壁上设有保径块(12);

    2.根据权利要求1所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,其特征在于:所述钻头肩部(11)上设有保径齿(13)。

    3.根据权利要求1所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,其特征在于:所述切削头本体(20)通过螺纹与管状杆部(1)的顶端连接,切削头本体(20)上设置第二插销(15)孔,管状杆部(1)上设置第三插销孔(14),第二插销(15)孔和第三插销孔(14)内插设第二插销(15)。

    4.根据权利要求1所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,其特征在于:所述pdc齿(23)包括硬质合金本体(231),硬质合金本体(231)的上端设置有金刚石层(232)。

    5.根据权利要求4所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,其特征在于:所述硬质合金本体(231)呈中空设置。

    6.根据权利要求1所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,其特征在于:所述可钻式基座(22)上设置第一凹座(221),第一凹座(221)内固定设有pdc齿(23)。

    7.根据权利要求1所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,其特征在于:所述切削头本体(20)上设置水眼(25),所述水眼(25)内设有可钻式喷嘴(24)。

    8.根据权利要求7所述的一种钻进性能可调节的可钻式pdc套管钻头,其特征在于:所述可钻式喷嘴(24)采用陶瓷和铜合金材料制成。


    技术总结
    本发明公开了一种钻进性能可调节的可钻式PDC套管钻头,涉及石油钻井技术领域,包括管状杆部,管状杆部上部设有过渡管,过渡管上部切削头部,过渡管与切削头部连接处设有钻头肩部,过渡管外壁上设有保径块。本发明的钻进性能可调节的可钻式PDC套管钻头不同于常规采用TSP的套管式钻头,将PDC钻头与可钻式套管钻头相结合,采用PDC齿作为破岩切削结构,能够保证与常规PDC钻头相同的机械钻速和进尺,可提高钻井效率、减少钻井周期;本发明的PDC齿硬度可调节,可根据目标地层的实际需求,适配相应的PDC齿,调整PDC齿的完整性与耐用性保证能够被下一趟钻的PDC钻头有效钻穿,达到控制PDC齿可钻性目的。

    技术研发人员:刘维,高德利,王一辰,李越,赵果
    受保护的技术使用者:胜利油田万和石油工程技术有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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