[发明专利]一种大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构

说明书

本发明公开一种大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构，包括超前稳定器、稳定连接器、牙轮钻头、钻头主体和后置扶正器，所述超前稳定器的上端与所述稳定连接器的下端同轴固定连接，所述稳定连接器的上端与所述钻头主体的下端同轴固定连接；所述牙轮钻头的固定端与所述钻头主体下端侧壁固定连接；所述钻头主体上端外部套设后置扶正器。本发明能够防止井斜且能够控制导孔轨迹，不仅提高了钻头的稳定性，还能提高钻头的使用寿命。

技术领域

本发明涉及钻井设备领域，特别涉及一种大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构。

背景技术

在现有技术中，使用斜井钻机在有定向超前导孔条件下钻进导孔存在如下缺点：

1、牙轮钻头旋转破岩钻进时，超前稳定器在定向超前导孔中转动，耐磨镶齿与孔壁为点接触，当钻进不稳定地层时，孔壁不规则，既容易引起孔壁坍塌，又产生很大摩擦阻力，不仅导致超前稳定器磨损严重，而且钻头巨大的惯性力容易造成超前稳定器损坏。超前稳定器外侧的耐磨镶齿为垂直布置，不便于破碎岩渣的随水流排出导井。

2、超前导孔扩大钻头没有扶正装置，钻头在沿定向超前导孔钻进导井时，既无法满足防止井斜的要求，又不能具有控制导孔轨迹的作用，影响钻头的工作稳定性和使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种能够防止井斜且能够控制导孔轨迹的大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构，不仅提高了钻头的稳定性，还能提高钻头的使用寿命。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构，包括超前稳定器、稳定连接器、牙轮钻头、钻头主体和后置扶正器，所述超前稳定器的上端与所述稳定连接器的下端同轴固定连接，所述稳定连接器的上端与所述钻头主体的下端同轴固定连接；所述牙轮钻头的固定端与所述钻头主体下端侧壁固定连接；所述后置扶正器套设在所述钻头主体的上端；在垂直钻头主体中心轴的方向，所述后置扶正器的外径与所述牙轮钻头转动圆周的直径相等。

上述大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构，所述牙轮钻头上的牙轮数量为3～5个，并且沿所述钻头主体中心轴的圆周方向均匀分布。牙轮钻头能够对周围岩石进行全方位破碎，不留死角，并且使得导井内壁平滑。

上述大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构，所述钻头主体中心设置有水眼。通过钻杆中心管的带压水，清洗孔底，冲刷排渣。

上述大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构，所述超前稳定器内部设置有轴承结构，所述稳定连接器的下端与所述轴承结构的内圈固定连接，所述轴承结构的外圈与所述超前稳定器固定连接。在扩孔钻进过程中，超前稳定器能够如同滚刀一般，内部传动轴及连接器转动而外壳及耐磨镶齿不转，减小超前稳定器与定向超前导孔壁之间的摩擦阻力，有效降低超前稳定器的磨损，明显提高钻进效率。

上述大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构，所述超前稳定器外壁上设置有呈螺旋形分布的耐磨齿台，所述耐磨齿台上设置有耐磨镶齿。

上述大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构，所述耐磨齿台在所述超前稳定器外壁上呈螺旋型分布，相邻的两个所述耐磨齿台之间设置有溜渣通槽。

上述大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构，垂直所述超前稳定器轴向的所述溜渣通槽的截面为梯形，所述溜渣通槽的槽口宽度大于所述溜渣通槽的槽底宽度。

上述大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构，相邻的两个所述耐磨镶齿之间设置有溜渣槽，所有耐磨齿台上的所述耐磨镶齿在整体上成螺旋型分布。

上述大倾角斜井超前导孔扩大的钻头结构，所述耐磨齿台的螺旋角度比所述耐磨镶齿的螺旋角度大10-45度。扩孔钻进破碎的岩渣能够在二次破碎后顺利地沿着所述溜渣通槽和所述溜渣槽下落到定向超前导孔中，实现颗粒大小不同的岩渣分类、分别顺利排出，不会发生堵塞。