新型单牙轮钻头牙轮高效流道系统.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CN104653109A(43)申请公布日2015.05.27(21)申请号201510091181.8(22)申请日2015.02.28(71)申请人天津立林钻头有限公司地址300352天津市津南区葛沽镇三合村(72)发明人陈斌胡友生(74)专利代理机构天津市三利专利商标代理有限公司12107代理人李文洋(51)Int.Cl.E21B10/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图6页(54)发明名称新型单牙轮钻头牙轮高效流道系统(57)摘要本发明涉及钻井工具技术领域，尤其涉及一种新型单牙轮钻头牙轮高效流道系统，包括牙轮壳体主球面、牙轮顶部流道、牙轮主体流道，所述牙轮顶部流道设置在所述牙轮壳体主球面的顶部表层，所述牙轮主体流道设置在所述牙轮壳体主球面的表层，以一道或多道槽形流道构成，流道槽底为圆弧形，与牙轮轴线形成夹角或螺旋环绕。相对于现有的平行于牙轮轴线的流道槽形式，不但可以增加一道或多道流道槽，利于泥浆大量顺利通过和有效清洗井底，而且可以多布20-30％的牙齿。CN104653109ACN104653109A权利要求书1/1页1.一种新型单牙轮钻头牙轮高效流道系统，其特征在于：包括牙轮壳体主球面、牙轮顶部流道、牙轮主体流道，所述牙轮顶部流道设置在所述牙轮壳体主球面的顶部表层，所述牙轮主体流道设置在所述牙轮壳体主球面的表层，以一道或多道槽形流道构成，流道槽底为圆弧形，与牙轮轴线形成夹角或螺旋环绕。2.根据权利要求1所述的新型单牙轮钻头牙轮高效流道系统，其特征在于：所述牙轮顶部流道所处的整体球面低于所述牙轮壳体主球面1-8mm。3.根据权利要求2所述的新型单牙轮钻头牙轮高效流道系统，其特征在于：所述牙轮顶部流道有两种形式，一种形式为整体球面，一种形式为整体球面上有较浅流道槽。2CN104653109A说明书1/3页新型单牙轮钻头牙轮高效流道系统技术领域[0001]本发明涉及钻井工具技术领域，尤其涉及一种新型单牙轮钻头牙轮高效流道系统。背景技术[0002]单牙轮钻头是在地壳中破碎岩石的一种工具，广泛应用与石油、天然气钻井以及其他矿产资源钻探和开发等领域。[0003]众所周知，地表上有许多地方如海洋、江湖、大沙漠、沼泽地带，人口稠密的城市、港口、交通枢纽、工业重镇、军事要塞等地，都不大可能用钻直井的方法来勘探和开发石油和天然气。另外还有地质开发和工程上的原因，例如裂缝性油气藏、断层油气藏、油层溥,油稠,底水离油层近而且非常活跃的油藏，钻探直井根本没有多大开发价值。十年前由于钻井技术落后，因此钻探的油气井多数是直井(我国这种情况尤为凸出)。油田油层都有一定厚度，油气层位、储量有大有小有多有少。导致直井生产周期寿命短。近几年来世界油气价格持续低迷，新技术新能源持续发展，世界经济以及人类的生产生活对石油依赖层度日益下降。而开发一口新油气井轻则几千万，重则数亿元资金。同时开发新油气井也会对生态环境造成永久致命的伤害。如何降低钻探行业的生产成本和保护我们赖以生存的生态环境，是整个钻井工具技术领域和钻探行业必须思考和急待解决的难题。[0004]钻井工具的发展才能推动钻井技术的前进。钻井技术的发展就像树木生长的“根深叶茂”、‘本固枝荣’规律一样，有着它自已的发展规律，以前的钻井基本上都是直井，有钻井技术低的关糸，也有世界经济以及人类的生产生活对石油依赖层度高导致油价高昂原因、还有油气层浅且储量大、人类对自然生态环境保护意识溥弱、钻探生产成本低等原因。而现如今不得不向更多领域开拓空间，油气井也开始向“横”“深”“小”“巧”方向发展。一口主井开数口天窗钻小井眼丛井，水平井，延伸井；老井开天窗钻小井眼定向井提高产能。才是降低生产成本、保护自然生态环境、多找油、创高产的主要发展方向。发展新型钻探工具好比是钻井的“根”，钻井技术是“本”，钻井技术有好的“根本”才能“枝叶繁茂”，钻探工具进步才能推动钻井技术的发展，为油气勘探开发开辟新的途径。[0005]钻探技术如何顺应时代发展，向“横”“深”“小”“巧”方向发展，有必要大力开发主要用于钻探定向小井眼和深井的重要钻井工具：单牙轮钻头。苏联是最早使用与研究单牙轮钻头的国家，我国这几年有开始大量使用，主要用于钻探深井、小井眼丛井、老井开窗和加深增产。采取螺杆钻具与单牙轮钻头组合使用，此举降低了钻探周期，节约了成本，提高了产量，取得了很好的经济效益。[0006]单牙轮钻头与三牙轮钻头相比，牙轮自转比公转转速低，转速比约0.3:1，而三牙轮钻头牙轮自转与公转转速比为1.5:1，因此复合钻井时单牙轮钻头轴承寿命更长。又因为单牙轮钻头比三牙轮钻头轴承尺寸大得多，因而能承受更大的钻压和冲击载荷。[0007]但是现有的单牙轮钻头缺点又很明显