一种水力防卡钻钻头的制作方法

本申请涉及钻头，特别涉及一种水力防卡钻钻头。

背景技术：

1、目前，在石油、地质等领域广泛使用包括pdc齿作为保径齿的钻进钻头。pdc钻头具有机械钻速高，钻头进尺寿命长等优点，钻井过程中，一些地层不稳定，井壁容易产生掉块并掉落至井底，如二叠系、白云岩等古老破碎地层；在软地层，井壁易缩径，起钻过程中，容易出现拔活塞现象；而在水平段钻井中泥浆不容易将pdc钻头切削下来的岩屑带走。

2、以上地层和工况均容易出现钻头卡钻问题，究其原因是掉块和岩屑容易在钻头保径坡面堆积，并迅速扩展到排屑槽空间处，造成钻头整个根部逐渐被掉块覆盖，在钻头上提的过程中极易造成钻头卡死，造成钻井卡钻事故，因此如何有效快速的移动掉块和岩屑，避免卡钻事故是目前需要迫切解决的钻井难题之一。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种水力防卡钻钻头，以解决相关技术中现有的钻头容易在保径坡面堆积掉块和岩屑，并迅速扩展到排屑槽空间处，造成钻头整个根部逐渐被掉块覆盖，在钻头上提的过程中极易造成钻头卡死，造成钻井卡钻事故的问题。

2、本申请实施例第一方面提供了一种水力防卡钻钻头，包括：

3、钻头本体，所述钻头本体包括刀翼，所述刀翼上设置有保径段；

4、所述刀翼的保径段任意一侧或两侧的侧壁上开设有用于清洗岩屑的导流槽。

5、一些实施例中，所述保径段镶嵌保径齿的一面为保径面；

6、所述导流槽与保径面的纵向中心面之间的夹角为α；

7、所述导流槽与钻头本体的轴心的夹角为β。

8、一些实施例中，所述导流槽的槽深从靠近柄部的一端至异形连接坡面的一端逐渐加深。

9、一些实施例中，所述导流槽与异形连接坡面连接并连通；

10、所述导流槽开设方向与异形连接坡面呈垂直。

11、一些实施例中，所述导流槽的任意一侧或两侧且远离槽底的一端侧壁处呈曲面设置；

12、所述导流槽为直槽或弯曲槽。

13、一些实施例中，所述导流槽入口的直径小于出口的直径。

14、一些实施例中，所述保径段的两侧均设置有过渡曲面；

15、所述过渡曲面包括凸曲面、平面及凹曲面。

16、一些实施例中，所述平面设置于凸曲面的下方并与其相接，所述平面与凸曲面远离排屑槽一侧均与保径面相接；

17、所述凹曲面设置于平面靠近排屑槽的一侧并与其相接。

18、一些实施例中，其中位于导流槽一侧的过渡曲面包括凸曲面和平面。

19、本申请实施例第二方面提供了一种水力防卡钻钻头，包括：

20、钻头本体，所述钻头本体包括刀翼，所述刀翼上设置有保径段；

21、所述保径段镶嵌有保径齿的一侧为保径面；

22、所述保径段的任意一侧倾斜状，且与柄部之间形成用于冲刷岩屑的流道；

23、所述保径段横截面的宽度从柄部至保径面的方向上逐渐减小。

24、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

25、通过导流槽的设置使钻头在钻井时，出水孔的水流可以通过导流槽使刀翼与柄部之间的岩屑冲洗，避免刀翼与柄部之间且位于保径段处的排屑槽会堆积岩屑，导致卡钻。

26、通过开设导流槽，使得保径末端形成面积更小的异形连接坡面，通过面积减小的异形连接坡面，在刀翼前后的排屑槽的水力冲洗下，能将原本可能停留在保径段的大量的掉块和岩屑冲洗并上返，避免异形连接坡面的面积过大导致排屑流道狭窄使排屑效率降低，避免引起卡钻事故。

27、导流槽的高度不超过保径段的起始位置，避免会破坏刀翼的结构强度，导致刀翼的结构强度降低，且导流槽的开设是为了清除保径段处岩屑。

28、且导流槽以异形连接坡面为端起点开设，还可以保持保径面的面积，避免保径面的面积减少，导致刀翼的结构强度发生变化，提高了排屑效率，保持了结构强度。

29、导流槽可位于刀翼两侧的任意一侧或两侧，当位于迎切削面的刀翼的一侧时，出水孔的水流在钻头旋转出水时，水流会冲刷到导流槽内，通过导流槽的开设，使冲刷的通道增加，且利用开槽的设置，使流速增加提高了对岩屑的冲击，可以更好的带动岩屑排屑，避免堆积卡钻，当位于刀翼背面即非迎切削面的一侧时，出水孔的水流速度也足以冲击到导流槽内，实现相同的原理带动岩屑排屑。

30、导流槽也在刀翼的两侧均开设有，使异形连接坡面的面积进一步的减小，同时使刀翼两侧的排屑效率提高，通过两侧均开设导流槽，可使刀翼迎切削面一侧和刀翼远离迎切削面的一侧均有导流，和使异形连接坡面的面积进一步减少，使异形连接坡面减少对岩屑的阻挡，使异形连接坡面的排屑效率进一步提高，并可使刀翼的两侧堆积的岩屑也通过导流槽加快排屑避免堆积。

31、保径段的任意一侧倾斜状，且与柄部之间形成用于冲刷岩屑的流道，保径段横截面的宽度从柄部至保径面的方向上逐渐减小。

32、通过改变刀翼整体的厚度使排屑槽的槽宽加宽，使排屑效率增加，且使异形连接坡面的面积减少，使得保径末端形成面积更小的异形连接坡面，通过面积减小的异形连接坡面，在刀翼前后的排屑槽的水力冲洗下，能将原本可能停留在保径段的大量的掉块和岩屑冲洗并上返，避免异形连接坡面的面积过大导致排屑流道狭窄使排屑效率降低，避免引起卡钻事故。

33、通过倾斜的设置，使保径段一侧的凹曲面的位置形成清洗通道，提高清洗效率。

技术特征：

1.一种水力防卡钻钻头，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的水力防卡钻钻头，其特征在于：

3.如权利要求2所述的水力防卡钻钻头，其特征在于：

4.如权利要求1所述的水力防卡钻钻头，其特征在于：

5.如权利要求1所述的水力防卡钻钻头，其特征在于：

6.如权利要求1所述的水力防卡钻钻头，其特征在于：

7.如权利要求1所述的水力防卡钻钻头，其特征在于：

8.如权利要求7所述的水力防卡钻钻头，其特征在于：

9.如权利要求8所述的水力防卡钻钻头，其特征在于：

10.一种水力防卡钻钻头，其特征在于，包括：

技术总结本申请涉及一种水力防卡钻钻头，属于钻头技术领域，所述水力防卡钻钻头，包括钻头本体，所述钻头本体包括刀翼，所述刀翼上设置有保径段，所述刀翼的保径段任意一侧或两侧的侧壁上开设有用于清洗岩屑的导流槽；本申请可以通过开设导流槽，使得保径末端形成面积更小的异形连接坡面，在刀翼前后的排屑槽的水力冲洗下，能将原本可能停留在保径段的大量的掉块和岩屑冲洗并上返，避免异形连接坡面的面积过大导致岩屑容易堆积，从而引起卡钻事故，导流槽的高度不超过保径段的起始位置，避免会破坏刀翼的结构强度，导致刀翼的结构强度降低，且导流槽的开设是为了清除异形连接坡面和保径段处岩屑。技术研发人员：江诗贵,艾昆,伍玉麒,吴孔波,宋凯,李姝凡,苏雄,邢丽丽受保护的技术使用者：中石化江钻石油机械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20