一种可破碎流道大岩屑块防憋卡的PDC钻头制造技术

本实用新型专利技术提供了一种可破碎流道大岩屑块防憋卡的PDC钻头，属于石油天然气钻探技术领域，包括钻头本体、刀翼，其中钻头本体上设若干所述刀翼，所述刀翼之间形成流道，所述流道内至少设一个旋转破碎模块，所述旋转破碎模块在所述流道内任意方向任意位置布置，所述旋转破碎模块由破碎部件和支撑座组成，所述破碎部件设有驱动部和破碎部，在钻井液压力作用下所述驱动部高速转动，而破碎部同步转动，其中所述驱动部与所述破碎部由于周向反向设置。本实用新型专利技术能在钻头钻进不均质地层或易产生较大岩块地层时，有效破碎钻进产生的较大岩块，避免大岩块在流道堆积导致钻头憋卡，可以提高钻头钻进效率，降低钻井成本和风险。降低钻井成本和风险。降低钻井成本和风险。

【技术实现步骤摘要】
一种可破碎流道大岩屑块防憋卡的PDC钻头


[0001]本技术涉及石油天然气钻探工程、建筑矿山工程、地质钻探、隧道盾构工程等
，具体而言，涉及一种可破碎流道大岩屑块防憋卡的PDC钻头。

技术介绍

[0002]在石油天然气钻井过程中，钻头是破碎地层岩石、形成井筒的重要工具，由于PDC钻头的可靠安全性及较宽的适应性，在油气钻井总进尺中的比例占到90％以上，尽管如此，受不同地质结构的影响，钻头钻进效率提高仍然受到了较大阻碍。特别是在不均质地层或是脆性大呈块状破裂的地层中，钻头的钻进阻碍性更加明显，主要原因在于钻头在旋转钻进破碎岩石过程中，由于地层岩石块状破裂，在钻头流道中堆积难以随钻井液返排，随着钻进持续，岩石块堆积越来越多，最终会导致钻头憋卡，产生大的阻转扭矩使钻头得不到钻进扭矩而无法产生进尺，为钻井工作带来了较大困难和问题，增加了钻井事故风险，提高了钻井成本，降低了钻井效率。

技术实现思路

[0003]为了弥补以上不足，本技术提供了一种可破碎流道大岩屑块防憋卡的PDC钻头，旨在改善在复杂不均质及易产生大的岩石块的地层中，因大岩屑块堆积导致钻头憋卡卡钻，导致钻进效率降低、增大钻井事故风险及提高成本等问题。
[0004]本技术是这样实现的：本技术提供一种可破碎流道大岩屑块防憋卡的PDC钻头，包括钻头本体和旋转破碎模块，流道内开设有至少一个安装槽，旋转破碎模块安装在流道中的安装槽内。
[0005]所述钻头本体的一端设置有公锥螺纹，另一端设有若干刀翼，所述刀翼相邻之间形成流道，所述刀翼上布置有若干PDC齿。
[0006]所述流道内开设有至少一个安装槽，在所述安装槽内一端或两端适当位置开设有压力孔，所述压力孔可以提供较高的钻井液压力，驱动旋转破碎模块转动刮削破碎岩块。
[0007]所述旋转破碎模块由破碎部件、上支撑座、下支撑座及固定销组成，所述破碎部件包括驱动部、破碎部，所述破碎部还设有第二配合部，所述驱动部上设有至少一个用于承受钻井液压力后驱动破碎部转动破碎的驱动块，所述破碎部上设有至少一个第一刮削块，所述上支撑座、下支撑座上分别设有第一配合部和第三配合部，与所述第二配合部转动配合形成转动副，所述破碎部件通过转动副与所述上支撑座、下支撑座配合，并能够在钻井液驱动下自由转动。
[0008]在本技术的一种实施例中，所述旋转破碎模块过盈安装或焊接安装于所述安装槽内，安装方式也可以是其他形式的固定安装方法。
[0009]在本技术的一种实施例中，所述驱动部位于所述压力孔的上方，所述驱动块、第一刮削块呈棘轮齿形状，两者反向设置，且与所述旋转部件一体设置。
[0010]在本技术的一种实施例中，所述破碎部的出露高度高于所述上支撑座，且要
低于下支撑座，保证破碎部能够实现顺畅转动破碎，同时所述破碎部出露高度h还应满足H1/2≤h≤H2/2，其中H1是所述安装槽深度，H2是所述刀翼的厚度。
[0011]在本技术的一种实施例中，所述旋转部上安装有活动刮削部，所述活动刮削部上一体设有第二刮削块，可至少一个或多个组合形成破碎部，所述破碎部与所述活动刮削部过盈、间隙或其他配合方式配合。
[0012]在本技术的一种实施例中，所述破碎部周向设有若干第二PDC齿槽，所述PDC齿槽内钎焊有第二PDC齿。
[0013]在本技术的一种实施例中，所述上支撑座上至少安装有一颗PDC齿、球形齿、锥形齿，其中球形齿、锥形齿可以与支撑座一体设置，PDC齿钎焊于上支撑座上，也可以是上述齿形的切削齿的组合。
[0014]在本技术的一种实施例中，所述安装槽在所述流道内任意方向任意位置布置。
[0015]在本技术的一种实施例中，所述安装槽任意位置任意方向开设于所述流道内，所述安装槽内一端或两端位置开设有压力孔。
[0016]本技术的有益效果是：本技术通过上述设计得到的一种可破碎流道大岩屑块防憋卡的PDC钻头，旋转破碎模块安装在流道内，其通过钻井液压力驱动快速旋转，其上的刮削块在快速旋转过程中可形成对大岩屑块的有效刮削力，从而对大岩屑块再破碎，可有效防止大岩屑块在流道内堆积造成钻头憋卡，影响钻进效率，增加钻井风险。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0018]图1为实施例1的结构示意图；
[0019]图2为图1中钻头本体的结构示意图；
[0020]图3为图1中钻头本体的另一个视图；
[0021]图4为图1中旋转破碎模块的结构示意图；
[0022]图5为图4的分解效果图；
[0023]图6为实施例2中破碎部件和活动刮削部的装配示意图；
[0024]图7为实施例2中破碎部件的结构示意图；
[0025]图8为实施例2中活动刮削部的结构示意图；
[0026]图9为实施例2中活动刮削部组合使用的结构示意图；
[0027]图10为实施例2破碎部件和多个活动刮削部组合使用的示意图；
[0028]图11为实施例3的结构示意图；
[0029]图12为实施例3中旋转破碎模块的结构示意图；
[0030]图13为实施例3中破碎部件的结构示意图；
[0031]图14为实施例4中支撑座上有PDC齿的结构示意图；
[0032]图15为实施例4中支撑座上有锥形齿的结构示意图；
[0033]图16为实施例4中支撑座上有球形齿的结构示意图；
[0034]图17为实施例5中钻头本体的结构示意图。
[0035]图中：100
‑
钻头本体；110
‑
公锥螺纹；120
‑
刀翼；121
‑
第一齿槽；130
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流道；131
‑
安装槽；1311
‑
压力孔；140
‑
第一PDC齿；200
‑
旋转破碎模块；210
‑
破碎部件；211
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驱动部；2111
‑
驱动块；212
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破碎部；2121
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第一刮削块；2122
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第二配合部；2123
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第二PDC齿槽；220
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上支撑座；221
‑
第一配合部；222
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第一销孔；230
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下支撑座；231
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第三配合部；232
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第二销孔；240
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活动刮削部；241
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第二刮削快；250
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可破碎流道大岩屑块防憋卡的PDC钻头，其特征在于，包括钻头本体(100)，所述钻头本体(100)的一端设有公锥螺纹(110)，另一端设有若干刀翼(120)，所述刀翼(120)上布置有用于切削破岩的第一PDC齿(140)，所述刀翼(120)之间形成流道(130)，所述至少一个流道(130)内轴向位置设有安装槽(131)，所述安装槽(131)一端或两端位置设有压力孔(1311)；旋转破碎模块(200)，所述旋转破碎模块(200)包括破碎部件(210)、上支撑座(220)和下支撑座(230)及固定销(290)，所述破碎部件(210)包括驱动部(211)、破碎部(212)，所述驱动部(211)上设有用于承受钻井液压力后驱动破碎部(212)转动破碎大岩屑块的驱动块(2111)，所述破碎部(212)上设有至少一个固定的第一刮削块(2121)及两端设有呈环槽状的第二配合部(2122)，所述上支撑座(220)、下支撑座(230)上分别设有呈环形半圆形截面凸起的第一配合部(221)和第三配合部(231)，与所述第二配合部(2122)转动配合形成转动副，所述破碎部件(210)通过转动副与所述上支撑座(220)、下支撑座(230)配合，并能在钻井液驱动下快速转动；所述旋转破碎模块(200)过盈或焊接安装于所述安装槽(131)内，且所述压力孔(1311)与所述驱动部(211)最大位置处有一定距离。2.根据权利要求1所述的一种可破碎流道大岩屑块防憋卡的PDC钻头，其特征在于，所述驱动部(211)位于所述压力孔(1311)的上方，所述驱动块(2111)、第一刮削块(2121)呈棘轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维均，夏宝林，祝林，刘佳利，
申请(专利权)人：四川职业技术学院，
类型：新型
国别省市：