一种可调式PDC钻头制造技术

本发明专利技术属于钻井技术领域，具体涉及一种可调式PDC钻头，包括：回转体，回转体的中心设有中心孔；活动部，安装在所述中心孔内，并与回转体同步转动设置；固定刀翼，固定设置在回转体的前端；活动刀翼，活动刀翼的第一端与活动部铰接，活动刀翼的第二端沿回转体的径向与回转体滑动连接；活动部沿回转体的轴向活动设置，以调节活动刀翼的冠部曲线的倾角，固定刀翼和活动刀翼上分别设有PDC切削齿。本发明专利技术能够改变刀翼的冠部曲线的倾角，以此来适应不同工况下的钻井作业，提高钻头使用寿命和钻进效率。提高钻头使用寿命和钻进效率。提高钻头使用寿命和钻进效率。

【技术实现步骤摘要】
一种可调式PDC钻头


[0001]本专利技术属于钻井
，具体涉及一种可调式PDC钻头。

技术介绍

[0002]纳米金刚石钻头又称PDC钻头是石油钻进作业中的重要部件，PDC钻头前端一般凸出设置有若干刀翼，刀翼的一侧镶嵌PDC切削齿，各切削齿顶端之间的连线称为钻头的冠部曲线，冠部曲线的轮廓路径直接影响着钻头的切削效率和使用寿命等参数，例如当冠部曲线倾角较小时，各切削齿的受力均匀，能够避免切削齿局部载荷过大，提升钻头使用寿命，但是钻头的钻进效率较低，无法适应硬质岩层的钻井作业。而当冠部曲线倾角较大时，大部分载荷将集中在前端的切削齿上，这样虽然有利于提高钻进效率，但对前端切削齿的磨损也更加明显，影响钻头使用寿命。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种可调式PDC钻头，能够调节冠部曲线的倾角，以适应不同的工况需求，保证使用寿命的同时提高钻进效率。
[0004]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供了一种可调式PDC钻头，包括：回转体，所述回转体的中心设有中心孔；活动部，安装在所述中心孔内，并与所述回转体同步转动设置；固定刀翼，固定设置在所述回转体的前端；活动刀翼，所述活动刀翼的第一端与所述活动部铰接，所述活动刀翼的第二端沿所述回转体的径向与所述回转体滑动连接；所述活动部沿所述回转体的轴向活动设置，以调节所述活动刀翼的冠部曲线的倾角；所述固定刀翼和所述活动刀翼上分别设有PDC切削齿。
[0005]在本专利技术的一可选实施例中，所述回转体的后端设有连接杆，所述连接杆内设有钻井液流道，所述活动部上设有活塞，所述中心孔的内壁上设有活塞腔，所述活塞滑动设置在活塞腔内，所述回转体内还设有第一流道和第二流道，所述第一流道的第一端与所述活塞其中一侧的所述活塞腔连通，所述第二流道的第一端与所述活塞另一侧的所述活塞腔连通，所述连接杆的侧壁上设有径向孔，所述连接杆沿所述回转体的轴向活动设置，以使所述径向孔能够在以下工位间切换，工位一，所述径向孔与所述第一流道的第二端连通，以及工位二，所述径向孔与所述第二流道的第二端连通。
[0006]在本专利技术的一可选实施例中，所述回转体内还设有保持机构，所述保持机构被装配为当所述钻井液将所述活塞驱动至所述活塞腔的第一端或第二端时，所述保持机构能够将所述活塞保持在所述活塞腔的第一端或第二端，且当所述钻井液泄压时，所述保持机构能够将所述活塞从所述活塞腔的第一端或第二端释放。
[0007]在本专利技术的一可选实施例中，所述保持机构包括锁止阀，所述锁止阀沿所述中心
孔的径向活动设置，所述锁止阀的第一端设有锁止销，所述活动部的侧壁上设有与所述锁止销配合的锁止孔，所述锁止阀的第一端还设有压簧，所述锁止阀的第二端与所述第一流道或所述第二流道连通。
[0008]在本专利技术的一可选实施例中，所述中心孔的内壁上还设有缓存腔，所述缓存腔与所述回转体的前端之间开设有喷液孔，所述喷液孔在所述回转体的前端安装有喷嘴，所述缓存腔与所述锁止阀之间设有过渡孔，当所述锁止销未插入所述锁止孔时，所述过渡孔被所述锁止阀的侧壁封堵，且当所述锁止销插入所述锁止孔时，所述锁止阀能够从所述过渡孔的端部移除，以使所述过渡孔与所述第一流道或第二流道连通。
[0009]在本专利技术的一可选实施例中，所述连接杆上设有扇形挡块，所述回转体的后端设有第一台阶部和第二台阶部，所述第一台阶部和所述第二台阶部沿所述回转体的轴向顺序布置，且所述第一台阶部和所述第二台阶部沿所述回转体的周向错位布置，当所述径向孔位于所述工位一时，所述扇形挡块与所述第一台阶部沿周向挡接，当所述径向孔位于所述工位二时，所述扇形挡块与所述第二台阶部沿周向挡接。
[0010]在本专利技术的一可选实施例中，所述回转体的后端设有与所述回转体分体式设置的法兰盘，所述法兰盘与所述回转体可拆卸式连接，所述第一台阶部和所述第二台阶部安装于所述法兰盘。
[0011]在本专利技术的一可选实施例中，所述回转体的后端还设有限位罩盖，所述限位罩盖罩设于所述第一台阶部和所述第二台阶部上。
[0012]在本专利技术的一可选实施例中，所述活动刀翼的第二端的两侧设有短销，所述回转体的边缘设有T型槽，所述短销与所述T型槽构成滑动配合。
[0013]在本专利技术的一可选实施例中，所述回转体的前端的周面上设有凸出于周面设置的保径部，所述保径部上设有PDC切削齿。
[0014]本专利技术的技术效果在于：本专利技术在PDC钻头的前端设置活动刀翼，并将活动刀翼的内端铰接在活动部上，当活动部沿钻头轴向活动时能够带动活动刀翼摆动，进而改变刀翼的冠部曲线的倾角，以此来适应不同工况下的钻井作业，提高钻头使用寿命和钻进效率。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的实施例所提供的可调式PDC钻头的立体图；图2是本专利技术的实施例所提供的可调式PDC钻头的周向视图；图3是图2的A
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A剖视图；图4是图3的B
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B剖视图；图5是图3的C
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C剖视图；图6是本专利技术的实施例所提供的可调式PDC钻头的爆炸图；图7是本专利技术的实施例所提供的活动刀翼的立体图；图8是本专利技术的实施例所提供的连接杆与法兰盘的爆炸图。
[0016]10、回转体；101、喷液孔；102、T型槽；11、第一流道；12、第二流道；13、活塞腔；14、锁止阀；141、锁止销；15、压簧；16、过渡孔；17、缓存腔；20、活动部；21、活塞；22、锁止孔；30、固定刀翼；40、活动刀翼；41、短销；50、保径部；60、连接杆；61、钻井液流道；62、径向孔；63、扇形挡块；70、罩盖；80、法兰盘；81、第一台阶部；82、第二台阶部。
实施方式
[0017]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0018]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0019]请参阅图1
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8所示，一种可调式PDC钻头，包括回转体10、活动部20、固定刀翼30和活动刀翼40；所述回转体10的中心设有中心孔；所述活动部20安装在所述中心孔内，并与所述回转体10同步转动设置；所述固定刀翼30固定设置在所述回转体10的前端；所述活动刀翼40的第一端与所述活动部20铰接，所述活动刀翼40的第二端沿所述回转体10的径向与所述回转体10滑动连接；所述活动部20沿所述回转体10的轴向活动设置，以调节所述活动刀翼40的冠部曲线的倾角，所述固定刀翼30和所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调式PDC钻头，其特征在于，包括：回转体（10），所述回转体（10）的中心设有中心孔；活动部（20），安装在所述中心孔内，并与所述回转体（10）同步转动设置；固定刀翼（30），固定设置在所述回转体（10）的前端；活动刀翼（40），所述活动刀翼（40）的第一端与所述活动部（20）铰接，所述活动刀翼（40）的第二端沿所述回转体（10）的径向与所述回转体（10）滑动连接；所述活动部（20）沿所述回转体（10）的轴向活动设置，以调节所述活动刀翼（40）的冠部曲线的倾角；所述固定刀翼（30）和所述活动刀翼（40）上分别设有PDC切削齿；所述回转体（10）的后端设有连接杆（60），所述连接杆（60）内设有钻井液流道（61），所述活动部（20）上设有活塞（21），所述中心孔的内壁上设有活塞腔（13），所述活塞（21）滑动设置在活塞腔（13）内，所述回转体（10）内还设有第一流道（11）和第二流道（12），所述第一流道（11）的第一端与所述活塞（21）其中一侧的所述活塞腔（13）连通，所述第二流道（12）的第一端与所述活塞（21）另一侧的所述活塞腔（13）连通，所述连接杆（60）的侧壁上设有径向孔（62），所述连接杆（60）沿所述回转体（10）的轴向活动设置，以使所述径向孔（62）能够在以下工位间切换，工位一，所述径向孔（62）与所述第一流道（11）的第二端连通，以及工位二，所述径向孔（62）与所述第二流道（12）的第二端连通。2.根据权利要求1所述的可调式PDC钻头，其特征在于，所述回转体（10）内还设有保持机构，所述保持机构被装配为当所述钻井液将所述活塞（21）驱动至所述活塞腔（13）的第一端或第二端时，所述保持机构能够将所述活塞（21）保持在所述活塞腔（13）的第一端或第二端，且当所述钻井液泄压时，所述保持机构能够将所述活塞（21）从所述活塞腔（13）的第一端或第二端释放。3.根据权利要求2所述的可调式PDC钻头，其特征在于，所述保持机构包括锁止阀（14），所述锁止阀（14）沿所述中心孔的径向活动设置，所述锁止阀（14）的第一端设有锁止销（141），所述活动部（20）的侧壁上设有与所述锁止销（141）配合的锁止孔（22），所述锁止阀（14）的第一端还设有压簧（15），所述锁止阀（14）的第二端与所述第一流...

【专利技术属性】
技术研发人员：高德利，刘维，孙继光，赵果，范玉栋，
申请(专利权)人：胜利油田万和石油工程技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：