一种随钻扩孔钻头论文和设计-周伟

全文摘要

本实用新型提供一种随钻扩孔钻头，包括领眼体和扩眼体，领眼体的保径部分的长度不大于领眼体的整体长度的一半，领眼体的半径大于钻头半径的一半，小于钻头半径的93％。稳定性、可控性和定向性能好。

主设计要求

1.一种随钻扩孔钻头，包括领眼体和扩眼体，其特征在于，所述领眼体的保径部分的长度不大于所述领眼体的整体长度的一半，所述领眼体的半径大于钻头半径的一半，小于钻头半径的93％。

设计方案

2.根据权利要求1所述的随钻扩孔钻头，其特征在于，所述扩眼体的保径部分的长度不大于所述扩眼体的整体长度的一半。

3.根据权利要求1或2所述的随钻扩孔钻头，其特征在于，所述扩眼体包括若干级扩眼体结构。

4.根据权利要求3所述的随钻扩孔钻头，其特征在于，所述扩眼体包括2～4级扩眼体结构。

5.根据权利要求3所述的随钻扩孔钻头，其特征在于，每一级所述扩眼体结构的保径部分的长度均不大于该级所述扩眼体结构的整体长度的一半。

6.根据权利要求1或2所述的随钻扩孔钻头，其特征在于，所述领眼体的半径大于钻头半径的70％，小于钻头半径的90％。

7.根据权利要求1或2所述的随钻扩孔钻头，其特征在于，所述领眼体的半径大于钻头半径的80％，小于钻头半径的90％。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于石油天然气等钻井设备技术领域，具体涉及一种随钻扩孔钻头。

背景技术

随钻扩孔钻头又称双心钻头，是钻井工程中常用的随钻扩孔工具，常常用于老井深钻、侧钻等条件下的随钻扩孔施工。随钻扩孔钻头为偏心结构体，钻头切削结构不对称，特别是扩眼体在钻头上为偏置结构，钻头钻进时扩眼体上的工作载荷、横向力及扭矩等不均衡、不稳定，因此使得定向钻进时钻头工作面难以控制，从而造成钻头的钻进稳定性和可控性变差使得钻头定向性能差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种钻井稳定性、可控性和定向性能好的随钻扩孔钻头。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种随钻扩孔钻头，包括领眼体和扩眼体，领眼体的保径部分的长度不大于领眼体的整体长度的一半，领眼体的半径大于钻头半径的一半，小于钻头半径的93％。

根据本实用新型的随钻扩孔钻头，由于领眼体的保径部分的长度较短，从而控制了钻头的总体长度，也减小了钻头钻进时钻头不对称结构所产生的横向力和翻转力矩，减少了钻头定向时的反定向力，增强了钻头在定向钻进时的稳定性和可控性，定向效果更好。另外，由于领眼体的保径部分的长度较短，使钻头不平衡力更小，工作更稳定，因此减小了钻头切削齿的异常损坏，能明显延长钻头的使用寿命，并提高钻头扩眼效果。再次，领眼体的保径部分的长度较短，不平衡力更小，工作稳定，有利于提高井眼质量。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步地改进。

根据本实用新型的随钻扩孔钻头，在一个优选的实施方式中，扩眼体的保径部分的长度不大于扩眼体的整体长度的一半。

这样能够进一步的减小整个钻头的整体长度，从而进一步确保增强钻头在定向钻进时的稳定性、可控性和定向效果。另外，能够进一步确保钻头不平衡力减小，工作更稳定，因此能够进一步减小钻头切削齿的异常损坏，能进一步延长钻头的使用寿命，并提高钻头扩眼效果。再次，能够进一步提高井眼质量。

进一步地，在一个优选的实施方式中，扩眼体包括若干级扩眼体结构。

单级扩眼的扩眼率有限，扩眼体越多，钻头总体扩眼率越高。采用多级扩眼结构可提高扩眼率。

具体地，在一个优选的实施方式中，扩眼体包括2～4级扩眼体结构。

扩眼体越多，钻头切削结构的总长度越长，如果长度太长将影响钻头的钻井稳定性、可控性和定向性能，因此控制在2～4级范围内的扩眼体结构在提高扩眼率的前提下避免影响钻井稳定性、可控性和定向性能。

具体地，在一个优选的实施方式中，每一级扩眼体结构的直径相等部分的长度均不大于该级扩眼体结构的整体长度的一半。

这种结构形式能够尽可能的减少整个钻头的长度，从而确保整个钻头钻井稳定性、可控性和定向性能好。

具体地，在一个优选的实施方式中，领眼体的半径大于钻头半径的70％，小于钻头半径的90％。

具体地，在另一个优选的实施方式中，领眼体的半径大于钻头半径的80％，小于钻头半径的90％。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：稳定性、可控性和定向性能好。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本实用新型实施例1的随钻扩孔钻头的结构；

图2示意性显示了本实用新型实施例2的随钻扩孔钻头的结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

图1示意性显示了本实用新型实施例1的随钻扩孔钻头10的结构。图2示意性显示了本实用新型实施例2的随钻扩孔钻头10的结构。

实施例1

如图1所示，在本实用新型实施例中，随钻扩孔钻头10，包括领眼体1和扩眼体2。领眼体1的保径部分的长度h0不大于领眼体1整体长度H0的一半。扩眼体2的保径部分的h1不大于扩眼体2整体长度H1的一半，领眼体的半径大于钻头半径的一半，小于钻头半径的93％。

根据本实用新型实施例的随钻扩孔钻头，由于领眼体的保径部分的长度较短，从而控制了钻头的总体长度，也减小了钻头钻进时钻头不对称结构所产生的横向力和翻转力矩，减少了钻头定向时的反定向力，增强了钻头在定向钻进时的稳定性和可控性，定向效果更好。另外，由于领眼体的保径部分的长度较短，使钻头不平衡力更小，工作更稳定，因此减小了钻头切削齿的异常损坏，能明显延长钻头的使用寿命，并提高钻头扩眼效果。再次，领眼体的保径部分的长度较短，不平衡力更小，工作稳定，有利于提高井眼质量。由于扩眼体的保径部分的长度不大于扩眼体的整体长度的一半。这样能够进一步的减小整个钻头的整体长度，从而进一步确保增强钻头在定向钻进时的稳定性、可控性和定向效果。另外，能够进一步确保钻头不平衡力减小，工作更稳定，因此能够进一步减小钻头切削齿的异常损坏，能进一步延长钻头的使用寿命，并提高钻头扩眼效果。再次，能够进一步提高井眼质量。

在一个未示出的实施例中，领眼体1的半径大于钻头半径的70％，小于钻头半径的90％。在另一个未示出的实施例中，领眼体1的半径大于钻头半径的80％，小于钻头半径的90％。

实施例2

如图2所示，在本实用新型实施例中，随钻扩孔钻头10’，包括领眼体1’和扩眼体2’。扩眼体2’包括若干级扩眼体结构21’，优选为2～4级扩眼体结构21’，尤其优选为2级。每一级扩眼体结构21’的保径部分的长度均不大于该级扩眼体结构21’的整体长度的一半。即第一级扩眼体结构21’的保径部分的长度h1不大于该级扩眼体结构21’长度H1的一半，第二级扩眼体结构21’的保径部分的长度h2不大于该级扩眼体结构21’长度H2的一半。这种结构形式能够尽可能的减少整个钻头的长度，从而确保整个钻头钻井稳定性、可控性和定向性能好。

单级扩眼的扩眼率有限，扩眼体越多，钻头总体扩眼率越高。采用多级扩眼结构可提高扩眼率。由于，扩眼体越多，钻头切削结构的总长度越长，长度太长将影响钻头的钻井稳定性、可控性和定向性能。因此，采用多级扩眼可保证扩眼率，选2～4级扩眼体结构在提高扩眼率的同时保证钻头的工作稳定性、可控性和定向性能。

根据上述实施例，可见，本实用新型涉及的随钻扩孔钻头，稳定性、可控性和定向性能好。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求范围内的所有技术方案。

设计图

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