[發明專利]一種具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭

在審

• 申請號: 201810103381.4
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108049820A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 楊迎新;戚清亮;林敏;楊燕;鐘云鵬;胡浩然
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;成都為一石油科技有限公司
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43;E21B10/62
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰;錢成岑

1.一種具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：包括鉆頭體、平動刀翼和平動刀翼支承體，所述平動刀翼支承體延伸自鉆頭體或固定在鉆頭體上，所述平動刀翼上設置有切削元件構成平動切削結構，所述平動刀翼具有初始位，以及相對初始位更遠離鉆頭體的預設工作位，所述平動刀翼能夠通過遠程控制相對所述平動刀翼支承體由初始位經一次平移而運動至預設工作位并鎖定。

2.如權利要求1所述的具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：所述平動刀翼支承體和平動刀翼上設置有相互匹配的移動副，所述平動刀翼通過移動副安裝在平動刀翼支承體上。

3.如權利要求1所述的具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：所述鉆頭體和/或平動刀翼支承體內部設置有必須的觸發裝置和可選的傳動裝置，所述觸發裝置受外部作用觸發后直接驅動所述平動刀翼平移至預設工作位；或者觸發裝置啟動所述傳動裝置，所述傳動裝置驅動所述平動刀翼平移至預設工作位。

4.如權利要求3所述的具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：還包括限位和鎖定機構，所述限位和鎖定機構設于傳動裝置、平動刀翼支承體和平動刀翼中的一個或多個上，所述平動刀翼平移到預設工作位后，在所述限位和鎖定機構的作用下停止繼續運動并約束固定。

5.如權利要求3所述的具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：所述觸發裝置包括地面投入的憋壓球，以及設于傳動裝置和鉆頭體之間的剪斷銷釘。

6.如權利要求3所述的具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：所述傳動裝置為推桿機構，推桿機構包括由觸發裝置驅動在鉆頭體內向下滑動的滑套，以及連接滑套并帶動平動刀翼運動的推桿，滑套上設有卸壓孔；或者，所述傳動裝置為推桿-液力傳動機構，其中推桿機構包括由觸發裝置驅動在鉆頭體內向下滑動的滑套，以及連接滑套和液壓機構的推桿，液壓機構包括液壓管線和液壓缸，液壓管線連通推桿和液壓缸，并由液壓缸推動平動刀翼運動。

7.如權利要求4所述的具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：所述限位和鎖定機構包括活動塊、鎖定塊、推力面、鎖定面、導向銷和彈簧，刀翼支承體上設有安裝槽，活動塊通過導向銷嵌于安裝槽內，并能相對安裝槽伸出或回縮，平動刀翼上對應活動塊設有一平臺結構，且在活動塊伸出至安裝槽外時被活動塊限位而不能繼續運動；導向銷上設有彈性機構，彈性機構對活動塊持續施加使其伸出的推力，活動塊上具有一朝安裝槽外的鎖定塊，對應在平動刀翼上具有與鎖定塊匹配的鎖定槽，鎖定塊上設有用以平動刀翼相對鎖定塊平移并對其施加回縮推力的推力面，以及用以鎖定平動刀翼使其不能回退的鎖定面。

8.如權利要求1所述的具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：還包括固定刀翼，所述固定刀翼延伸自鉆頭體或固定在鉆頭體上，所述固定刀翼上設置有切削元件構成固定切削結構，所述固定刀翼相對平動刀翼支承體獨立或合二為一。

9.根據權利要求8所述的具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：所述平動刀翼在其預設工作位上的切削輪廓與鉆頭上固定切削結構的切削輪廓形狀一致。

10.根據權利要求1所述的具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：所述鉆頭體上設置至少一個所述平動刀翼，且至少有一個所述平動刀翼在其預設工作位上能覆蓋鉆頭的外2/3半徑區域。

11.根據權利要求1所述的具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：所述鉆頭體上設置有至少兩個所述平動刀翼，至少兩個所述平動刀翼位于不同平動刀翼支承體，且位于不同平動刀翼支承體的兩個平動刀翼同時工作時可覆蓋鉆頭的全部或大部徑向區域。

12.根據權利要求1所述的具有平動刀翼的長壽命PDC鉆頭，其特征在于：所述同一平動刀翼支承體上設置有至少兩個平動刀翼，且同一平動刀翼支承體上的不同平動刀翼不同時平移至各自預設工作位。