一种钻井堵漏用PDC钻头的制作方法

本技术涉及石油钻井，特别涉及一种钻井堵漏用pdc钻头。

背景技术：

1、在石油、地质钻探的钻井施工作业中，经常会因钻遇至天然裂缝、高渗透、低压等特殊地层易发生井漏，从而不能正常钻进，加大了钻井液用量，增加了施工成本。井漏复杂严重时也会引发井塌、卡钻、井喷等事故，因此必须进行堵漏作业，防止钻井液漏失。

2、钻井施工过程中发生恶性漏失后，往往需要起钻更换光钻杆进行桥接堵漏或固结堵漏，堵漏施工结束后，还需要更换常规钻具加装钻头下钻验漏或钻塞，一次堵漏失败还需进行多次施工，反复起下钻，耽误钻井时效，导致钻井周期及成本增加。此外，当前钻井堵漏过程中还存在以下问题：1)漏层刚揭开发生恶性漏失，下部还存在大段漏层未揭开；2)大斜度井、水平井或井眼轨迹不良，下光钻杆遇阻无法划眼；3)部分井漏失后发生井壁失稳，下钻进行堵漏施工过程中往往需要划眼。基于上述问题，有必要开发一种水眼通过性好并能够在堵漏过程中兼具划眼、钻塞、钻进少量进尺功能的钻头，有效缩短反复起下钻时间。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种解决光钻杆堵漏过程中起下钻遇阻划眼、固结堵漏扫塞和试钻进作业需要起下钻的问题的钻井堵漏用pdc钻头。

2、为此，本实用新型技术方案如下：

3、一种钻井堵漏用pdc钻头，包括钻头本体，其为一顶端设有开口、底端封闭的中空冠体，中空冠体的内腔为一圆柱形腔室，其直径为69.8mm～88.9mm；在钻头本体的外侧壁面上沿周向均布设有五条刀翼，刀翼采用直刀翼；每相邻两条刀翼之间对应形成有排屑槽；其中，两条位于间隔位置上的刀翼为长刀翼，剩余三条刀翼为短刀翼，三条短刀翼自钻头本体的外壁顶端延伸至底端冠面边缘处；两条长刀翼自钻头本体的外壁顶端延伸至底端冠面中心处并通过连接体连接为一个整体；钻头本体的冠面中心处开设有与冠体内腔内径相同的通孔，通孔通过位于冠面上的两条长刀翼及二者之间的连接体分隔为两个用于过流的放射式水眼；每条刀翼上自上而下依次间隔设置有至少一个倒划齿、若干个保径齿和若干个切削齿。

4、本申请的另一种可选择的技术方案为：

5、一种钻井堵漏用pdc钻头，包括钻头本体，其为一顶端设有开口、底端封闭的中空冠体，中空冠体的内腔为一圆柱形腔室，其直径为69.8mm～88.9mm；在钻头本体的外侧壁面上沿周向均布设有五条刀翼，刀翼采用直刀翼；每相邻两条刀翼之间对应形成有排屑槽；其中，两条位于间隔位置上的刀翼为长刀翼，剩余三条刀翼为短刀翼，三条短刀翼自钻头本体的外壁顶端延伸至底端冠面边缘处；两条长刀翼自钻头本体的外壁顶端延伸至底端冠面中心处，且二者之间留有间隙；钻头本体的冠面上沿周向均布开设有若干个圆形通孔，作为喷射式水眼，喷射式水眼的直径为30～35mm；每条刀翼上自上而下依次间隔设置有至少一个倒划齿、若干个保径齿和若干个切削齿。

6、优选，在每条刀翼的同侧侧棱处自上而下依次间隔设置有位于刀翼变径处的倒划齿，设置在刀翼保径段的若干个保径齿，以及分别设置在刀翼内锥面、刀翼鼻部、刀翼肩部和刀翼外径弧面上的若干个切削齿；在每条刀翼保径部的另一侧侧棱处间隔设置有若干个保径齿。

7、优选，钻头本体的内壁上涂覆有一层抗冲蚀层，抗冲蚀层为酚醛改性环氧涂料层。

8、优选，在位于冠面通孔处的两个长刀翼的外表面、以及二者之间连接体的外表面上覆有抗冲蚀层，抗冲蚀层为碳化钨层。

9、优选，倒划齿和保径齿均采用φ13mm圆柱形聚晶金刚石复合片；切削齿采用φ16mm圆柱形聚晶金刚石复合片

10、优选，切削齿的后倾角依据地层硬度调整，其设置范围为10°～15°。

11、优选，在每个喷射式水眼的孔壁上均固定有水孔套，水孔套具体采用硬质合金套或塑钢套。

12、优选，该钻井堵漏用pdc钻头还包括上接头，其为一筒体内径与钻头本体的中心腔室内径相同的圆柱形筒体；上接头的底端连接在钻头本体的顶端，并与钻头本体一体成型；上接头的内径与钻头本体的内径相同，且内壁上设有用于与钻杆连接的内螺纹。

13、优选，内螺纹为内螺纹nc50或内螺纹nc52。

14、与现有技术相比，该钻井堵漏用pdc钻头是一种适用于恶性漏失堵漏作业中，水眼通过性好并能够在堵漏过程中兼具划眼、钻塞、钻进少量进尺功能的钻头，该钻头有效缩短反复起下钻时间，保证了堵漏钻具顺利下至预定位置，并通过冲划使漏层充分暴露，消除砂堵封门现象，能够进一步发挥堵漏技术和材料的优势，提高了堵漏成功率，实现了堵漏、验漏、试钻进工艺过程的“一趟钻”目标，降低了劳动强度，节约了钻井时效，实用性强。

技术特征：

1.一种钻井堵漏用pdc钻头，其特征在于，包括钻头本体(2)，其为一顶端设有开口、底端封闭的中空冠体(10)，中空冠体(10)的内腔为一圆柱形腔室，其直径为69.8mm～88.9mm；在钻头本体(2)的外侧壁面上沿周向均布设有五条刀翼(4)，刀翼(4)采用直刀翼；每相邻两条刀翼(4)之间对应形成有排屑槽(7)；其中，两条位于间隔位置上的刀翼(4)为长刀翼，剩余三条刀翼(4)为短刀翼，三条短刀翼自钻头本体(2)的外壁顶端延伸至底端冠面边缘处；两条长刀翼自钻头本体(2)的外壁顶端延伸至底端冠面中心处并通过连接体连接为一个整体；钻头本体(2)的冠面中心处开设有与冠体内腔内径相同的通孔，通孔通过位于冠面上的两条长刀翼及二者之间的连接体分隔为两个用于过流的放射式水眼(8)；每条刀翼(4)上自上而下依次间隔设置有至少一个倒划齿(3)、若干个保径齿(5)和若干个切削齿(6)。

2.根据权利要求1所述的钻井堵漏用pdc钻头，其特征在于，在位于冠面通孔处的两个长刀翼的外表面、以及二者之间连接体的外表面上覆有抗冲蚀层，抗冲蚀层为碳化钨层。

3.一种钻井堵漏用pdc钻头，其特征在于，包括钻头本体(2)，其为一顶端设有开口、底端封闭的中空冠体(10)，中空冠体(10)的内腔为一圆柱形腔室，其直径为69.8mm～88.9mm；在钻头本体(2)的外侧壁面上沿周向均布设有五条刀翼(4)，刀翼(4)采用直刀翼；每相邻两条刀翼(4)之间对应形成有排屑槽(7)；其中，两条位于间隔位置上的刀翼(4)为长刀翼，剩余三条刀翼(4)为短刀翼，三条短刀翼自钻头本体(2)的外壁顶端延伸至底端冠面边缘处；两条长刀翼自钻头本体(2)的外壁顶端延伸至底端冠面中心处，且二者之间留有间隙；钻头本体(2)的冠面上沿周向均布开设有若干个圆形通孔，作为喷射式水眼(9)，喷射式水眼(9)的直径为30～35mm；每条刀翼(4)上自上而下依次间隔设置有至少一个倒划齿(3)、若干个保径齿(5)和若干个切削齿(6)。

4.根据权利要求1或3所述的钻井堵漏用pdc钻头，其特征在于，在每条刀翼(4)的同侧侧棱处自上而下依次间隔设置有位于刀翼变径处的倒划齿(3)，设置在刀翼保径段的若干个保径齿(5)，以及分别设置在刀翼内锥面、刀翼鼻部、刀翼肩部和刀翼外径弧面上的若干个切削齿(6)；在每条刀翼(4)保径部的另一侧侧棱处间隔设置有若干个保径齿(5)。

5.根据权利要求1或3所述的钻井堵漏用pdc钻头，其特征在于，钻头本体(2)的内壁上涂覆有一层抗冲蚀层，抗冲蚀层为酚醛改性环氧涂料层。

6.根据权利要求1或3所述的钻井堵漏用pdc钻头，其特征在于，倒划齿(3)和保径齿(5)均采用13mm圆柱形聚晶金刚石复合片；切削齿(6)采用16mm圆柱形聚晶金刚石复合片。

7.根据权利要求1或3所述的钻井堵漏用pdc钻头，其特征在于，切削齿(6)的后倾角设置为10°～15°。

8.根据权利要求3所述的钻井堵漏用pdc钻头，其特征在于，在每个喷射式水眼(9)的孔壁上均固定有水孔套，水孔套为硬质合金套或塑钢套。

9.根据权利要求1或3所述的钻井堵漏用pdc钻头，其特征在于，还包括上接头(1)，其为一筒体内径与钻头本体(2)的中心腔室内径相同的圆柱形筒体；上接头(1)的底端连接在钻头本体(2)的顶端，并与钻头本体(2)一体成型；上接头(1)的内径与钻头本体(2)的内径相同，且内壁上设有用于与钻杆连接的内螺纹(11)。

10.根据权利要求6所述的钻井堵漏用pdc钻头，其特征在于，内螺纹(11)为内螺纹nc50或内螺纹nc52。

技术总结本技术公开了一种钻井堵漏用PDC钻头，包括钻头本体，其为一顶端设有开口、底端封闭的中空冠体；在钻头本体的外侧壁面上沿周向均布设有五条刀翼，刀翼采用直刀翼；每相邻两条刀翼之间对应形成有排屑槽；两条位于间隔位置上的刀翼为长刀翼，二者自钻头本体的外壁顶端延伸至底端冠面中心处并通过连接体连接为一个整体，剩余三条短刀翼自钻头本体的外壁顶端延伸至底端冠面边缘处；钻头本体的冠面开设有放射式水眼或喷射式水眼；每条刀翼上自上而下依次间隔设置有至少一个倒划齿、若干个保径齿和若干个切削齿；该钻井堵漏用PDC钻头水眼通过性好并能够在堵漏过程中兼具划眼、钻塞、钻进少量进尺功能的钻头，有效缩短反复起下钻时间，堵漏成功率高。技术研发人员：饶开波,许绍营,张克正,刘锋报,郭明红,吕东华,陈添,程天辉,刘鑫,揭家辉,穆剑雷,谭春,余大洲,杨贺卫,崔节磊,常春来,崔永林,王维良,王力受保护的技术使用者：中国石油集团渤海钻探工程有限公司技术研发日：20230915技术公布日：2024/7/11