[发明专利]可用于砂砾岩地层的新型刮刀式PDC钻头

说明书

本发明涉及PDC钻头技术领域，是可用于砂砾岩地层的新型刮刀式PDC钻头，第一切削刀翼、第二切削刀翼、第三切削刀翼、第四切削刀翼、第五切削刀翼、第六切削刀翼分布角度分别为0°、55°、115°、183°、245°、305°，第一切削刀翼上最靠近钻头本体中心的一个切削齿和紧邻该切削齿的另一个切削齿的前倾角分别为25°和22°，第二切削刀翼、第三切削刀翼、第五切削刀翼、第六切削刀翼上的切削齿的前倾角均为21°。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过切削刀翼的数目、切削刀翼的分布角度、切削齿角度、切削齿出刃高度、切削齿长度等参数的设置，使本申请不仅可以用于砂砾岩地层钻进，而且切削效率效果好、切削效率高。

技术领域

本发明涉及PDC钻头技术领域，是可用于砂砾岩地层的新型刮刀式PDC钻头。

背景技术

玛湖凹陷位于准葛尔盆地西北缘，玛湖凹陷斜坡区三叠系百口泉组具备扇控大面积成藏特征，是新疆油田油气储量与产量新基地。三叠系百口泉组砂砾岩致密油藏位于准噶尔盆地西北缘中央坳陷玛湖凹陷斜坡区。自下而上发育三叠系百口泉组、克拉玛依组、白碱滩组，侏罗系八道湾组、三工河组、西山窑组、头屯河组、齐古组及白垩系吐谷鲁群地层，主要储层百口泉组从上到下依次为百三段、百二段和百一段。纵向上分布多套砂砾岩地层，可钻性差。八道湾组底部砾石含量较多，克拉玛依组上段也有部分砂砾岩，百口泉组为砂砾岩地层，砾岩粒径一般为10-50mm，PDC可钻性级值8-9，机械钻速仅有2.04m/h。砂砾岩储层长水平段钻进困难。2000m 长水平段，钻具摩阻扭矩大，井壁稳定性差、岩屑清除困难，易发生卡钻，且砂砾岩储层可钻性差，钻进机械钻速仅为2.06m/h，严重制约水平段延伸能力。总之，新疆玛湖凹陷百口泉组致密砂砾岩储层物性差，地层可钻性差，机械钻速极低，严重制约了玛湖区块致密油开发的进程。

玛湖凹陷在钻井过程中使用钻头较多，有S1655FG、S1955、MD517、MSI613LWPX、MD517、SF54VH3、SF54H3、MD517、MI516UPX、MDi513等不同型号钻头，钻井过程中一开机械钻速快，白垩系吐谷鲁群平均机械钻速15m/h以上，而浅部白垩系地层含有较多疏松泥岩地层，二开八道湾组以上平均机械钻速在8m/h左右，机械钻速较快，二开井段地层软（钻遇地层以泥岩为主）、倾角大、夹层较多，三开井段平均机械钻速整体较低，平均机械钻速均在3m/h左右，主要目的层百口泉组底层砾石发育，大部分井机械钻速在2m/h以下。

白碱滩组以下，特别是克拉玛依组和百口泉组地层岩性为砾石与泥岩的互层，井壁易坍塌且易使钻头磨损，造成机械钻速低。中下部地层由于井眼直径小，小尺寸牙轮钻头承压小、地层致密坚硬，导致机械钻速慢、钻头消耗多、起下钻次数多。金刚石钻头价格昂贵，而且无十分明显的提速。对降低该区块钻井经济成本不显著，因此有必要针对玛湖凹陷致密坚砂砾岩地层设计新型钻头来提高机械钻速，实现高效钻井，节约成本。

发明内容

本发明提供了可用于砂砾岩地层的新型刮刀式PDC钻头，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有PDC钻头用于砂砾岩地层钻进存在切削效率效果差、切削效率低的问题。