一种带滚轮式规径的PDC钻头.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107386986A(43)申请公布日2017.11.24(21)申请号201710860362.1(22)申请日2017.09.21(71)申请人四川川石金刚石钻头有限公司地址610000四川省成都市青羊区蛟龙工业港高新区A-16座(72)发明人彭静涛(74)专利代理机构成都市辅君专利代理有限公司51120代理人张堰黎(51)Int.Cl.E21B10/54(2006.01)E21B10/42(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种带滚轮式规径的PDC钻头(57)摘要本发明公开了一种带滚轮式规径的PDC钻头。规径表面设置有可转动的滚轮；其中，滚轮可以通过轴承设置在规径凹槽中，轴承为滑动轴承或滚动轴承，滚轮表面覆盖或镶嵌有PDC齿、聚晶或硬质合金耐磨材料组成的耐磨层，可以在规径上设置多个滚轮。本发明在大曲率井眼轨迹的定向钻井中，采用滚轮式规径结构，规径与井壁的摩擦力由原来的滑动摩擦变成了滚动摩擦，大幅度减小了规径与井壁的摩擦力，钻头扭矩波动随之减弱，其定向工具面稳定性得到大幅度提高，满足了大曲率定向钻井的需要。CN107386986ACN107386986A权利要求书1/1页1.一种带滚轮式规径的PDC钻头，钻头包括钻头本体和接头，钻头本体包括刀翼和规径，PDC齿钎焊在刀翼上，其特征在于：所述规径表面设置有可转动的滚轮。2.根据权利要求1所述的带滚轮式规径的PDC钻头，其特征在于：所述滚轮通过轴承设置在规径凹槽中。3.根据权利要求2所述的带滚轮式规径的PDC钻头，其特征在于：所述轴承为滑动轴承或滚动轴承。4.根据权利要求2所述的带滚轮式规径的PDC钻头，其特征在于：所述滚轮表面覆盖或镶嵌有PDC齿、聚晶或硬质合金耐磨材料组成的耐磨层。5.根据权利要求1至4任一项所述的带滚轮式规径的PDC钻头，其特征在于：所述规径上设置有多个滚轮。2CN107386986A说明书1/2页一种带滚轮式规径的PDC钻头技术领域[0001]本发明属于钻头设计制造技术领域，尤其属于一种石油、地质用回转钻进钻头的设计与制造技术，特别涉及一种带滚轮式规径的PDC钻头。背景技术[0002]目前，在石油、地质等领域广泛使用包括PDC齿作为切削齿的回转钻进钻头，这类钻头简称PDC钻头。PDC钻头具有机械钻速高，钻头进尺寿命长等优点。由于地层的不均质性质，PDC钻头在井底钻进工作时往往处于一种不稳定的工作状态。为提高钻头的工作稳定性，通常PDC钻头在每个刀翼上切削齿的末端都增加有一块与井壁接触的光滑面来提高钻头的工作稳定性，该光滑面称作规径。规径越宽越长则规径与井壁的接触面积越多，钻头的工作稳定性越强。但在定向井钻头中，某些井眼轨迹曲率非常大，此时较多的规径表面会和地层接触挤压，产生不利于钻头钻进的摩擦阻力，同时较大的摩擦阻力会造成钻头拖压等现象使扭矩波动剧烈，造成定向工具面非常难以控制，无法保证定向钻进中井眼轨迹质量。如减短规径长度，则钻头的工作稳定性大幅降低，严重影响钻头使用寿命。PDC钻头的规径设计在大曲率的定向井钻头设计中存在两难选择。发明内容[0003]本发明根据现有技术的不足公开了一种带滚轮式规径的PDC钻头。本发明要解决的问题就是提供一种在大曲率的定向钻进中能有效提高钻头的定向工具面稳定性，同时又能维持钻头具有较好的工作稳定性的PDC钻头结构。[0004]本发明通过以下技术方案实现：[0005]一种带滚轮式规径的PDC钻头，钻头包括钻头本体和接头，钻头本体包括刀翼和规径，PDC齿钎焊在刀翼上，其特征在于：所述规径表面设置有可转动的滚轮。[0006]所述滚轮通过轴承设置在规径凹槽中。[0007]所述轴承为滑动轴承或滚动轴承。[0008]所述滚轮表面覆盖或镶嵌有PDC齿、聚晶或硬质合金耐磨材料组成的耐磨层。[0009]所述规径上设置有多个滚轮。[0010]与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：[0011]1、在大曲率井眼轨迹的定向钻井中，采用滚轮式规径结构，规径与井壁的摩擦力由原来的滑动摩擦变成了滚动摩擦，因此大幅度减小了规径与井壁的摩擦力，钻头扭矩波动随之减弱，其定向工具面稳定性得到大幅度提高，满足了大曲率定向钻井的需要。[0012]2、滚轮式规径在磨损后可进行更换，这样钻头的外径就能重新得到修正，有利于钻井的井径质量的保证。附图说明[0013]图1是本发明PDC钻头结构示意图；3CN107386986A说明书2/2页[0014]图2是滚轮式规径局部放大结构示意图。[0015]图中，1是接头，2是规径，21是轴承，22是滚轮，3是刀翼，4是PDC齿。具体实施方式[0016]下面通过实施例对本发明进行具体的描述，本实施例只用于对本发明进行进一步的