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一种吃深控制定向井PDC钻头
    【技术领域】

    本实用新型属于石油天然气定向井钻头的结构改进。

    背景技术

    目前国内各油田定向钻进主要采用动力钻具定向钻井系统，由接在钻头的动力钻具对钻头进行导向。现场采用常规定向PDC钻头进行定向时，由于PDC复合片十分锋利易吃入地层，因此PDC钻头的吃入能力很强，一方面产生的反扭矩大，当超过动力钻具的额定扭矩时，会造成动力钻具失速，影响定向作业和加速动力钻具的损害；另一方面，会造成工具面波动，为了满足定向设计的工具面要求，在定向的过程中，要不断的活动钻具，这样平均机械钻速会大大降低。

    【发明内容】

    为解决PDC钻头在定向过程中造成反扭矩过大和工具面波动问题，只有降低PDC钻头的吃入能力，这样在使用的过程中钻头产生地反扭矩较小，同时能够大幅度减小工具面的波动，因此能够与动力钻具匹配。本实用新型的目的是为石油天然气定向钻井提供一种吃深控制定向井PDC钻头。

    本实用新型达到上述目的采用的技术方案是：在PDC复合片后面安装吃深控制块，吃深控制块的出露高度低于前面的PDC复合片：一方面可以控制切削齿吃入地层的深度，这样就可以控制作用于切削齿上的所需扭矩，经过调整切削齿出露和刀片几何形状，达到钻头钻进时正常所期望的吃深，超过这一吃深，后面的吃深控制块支撑面就会吃入井底，一旦支撑面吃入地层，就增大了钻头与井底的接触面积，结果是钻头的吃入能力大幅度降低，这样就可以达到减少扭矩和工具面波动的目的，但同时却不会明显降低机械钻速；另一方面，吃深控制块和前面的复合片是同轨的，吃深控制块可以在前面的PDC复合片切削出来的轨道里控制钻头的横向摆动，达到稳定钻头的目的。

    本实用新型的有益效果是，PDC钻头在定向的过程中产生的反扭矩小，对动力钻具的损害轻，可以延长动力钻具的使用寿命，同时能够减小工具面的波动，提高定向效果和平均机械钻速。

    【附图说明】

    图1是一种吃深控制定向井PDC钻头的示意图：

    1.钻头体  2.PDC复合片  3.吃深控制块  4.喷嘴

    【具体实施方式】

    现结合说明书附图对本实用新型作进一步的描述：在定向钻井过程中，首先将本实用新型与动力钻具、稳定器、钻铤、钻杆等其它井下工具连接起来，下到井底，然后进行正常的定向钻井作业。当[2]PDC复合片吃入地层深度没有超过预先设定的吃深时，此时[3]吃深控制块没有接触地层，钻头产生的扭矩小，工具面平稳，钻头可以获得较高的钻速；如果[2]PDC复合片吃深超过预设吃深时，[3]吃深控制块支撑面就会吃入地层，增大了钻头与井底的接触面积，因此钻头的吃入能力大幅度降低，这样就可以达到减少扭矩和工具面波动的目的，同时不会明显降低机械钻速。现场使用证明：用本实用新型进行定向钻井作业，不但能够保证动力钻具始终处于良好的工作状态，有利于钻出轨迹质量高的井眼，而且本实用新型平均机械钻速高，从而提高了定向钻井效率。