[發(fā)明專利]PDC鉆頭

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810191002.1
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108222846A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王克行;邱治國
• 申請（專利權(quán)）人: 萊州市原野科技有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46;E21B7/24;E21B12/00
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 闞梓瑄;王衛(wèi)忠

本發(fā)明公開一種PDC鉆頭，包括鉆頭本體、切削刀翼、切削齒以及振動(dòng)裝置，鉆頭本體具有鉆頭冠部；切削刀翼形成于鉆頭冠部，切削刀翼上設(shè)置有齒孔；切削齒設(shè)置于齒孔內(nèi)；振動(dòng)裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于切削刀翼上，振動(dòng)裝置包括振動(dòng)軸以及設(shè)置于振動(dòng)軸外周的振動(dòng)齒。該振動(dòng)裝置能夠在PDC鉆頭工作過程中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，振動(dòng)齒能夠與地層接觸并對其進(jìn)行壓迫，以預(yù)先裂巖，提高工作效率。另一方面，由于該振動(dòng)齒的存在，使振動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)過程中，間斷地接觸地層，從而使PDC鉆頭產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而可以減少摩擦發(fā)熱，延長PDC鉆頭的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種PDC鉆頭。

背景技術(shù)

PDC鉆頭，就是聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭，即Polycrystalline Diamond CompactBit。傳統(tǒng)的金剛石鉆頭通常設(shè)有3-8個(gè)刀翼，這種結(jié)構(gòu)的金剛石鉆頭為石油開采和勘探工程作出了貢獻(xiàn)。

傳統(tǒng)的石油鉆井用的PDC鉆頭，其結(jié)構(gòu)一般為圓柱橫齒、圓柱立齒和尖齒，其切削方式分別為切入式、犁入式和裂巖式。這些PDC石油鉆頭為石油開采鉆井工程作出了貢獻(xiàn)，但其同時(shí)存在著如下的缺點(diǎn)或不足：PDC鉆頭在鉆遇花崗巖基巖及硬板泥巖時(shí)，金剛石急劇發(fā)熱，切削壽命大幅度下降。

在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本發(fā)明的背景的理解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于克服上述PDC鉆頭發(fā)熱的缺陷，提供一種PDC鉆頭。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種PDC鉆頭，包括鉆頭本體、切削刀翼、切削齒以及振動(dòng)裝置，所述鉆頭本體具有鉆頭冠部；所述切削刀翼形成于所述鉆頭冠部，所述切削刀翼上設(shè)置有齒孔；所述切削齒設(shè)置于所述齒孔內(nèi)；所述振動(dòng)裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于所述切削刀翼上，所述振動(dòng)裝置包括振動(dòng)軸以及設(shè)置于所述振動(dòng)軸外周的振動(dòng)齒。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述振動(dòng)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置于所述切削刀翼上，所述振動(dòng)齒固定設(shè)置于所述振動(dòng)軸的外周。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述振動(dòng)齒的與所述振動(dòng)軸的外周結(jié)合的一端為底端，與所述底端相對的一端為頂端，所述振動(dòng)齒的橫截面尺寸由所述底端向所述頂端逐漸減小。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述振動(dòng)軸固定設(shè)置于所述切削刀翼上，所述振動(dòng)裝置還包括連接件，所述連接件可轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)于所述振動(dòng)軸的外周，所述振動(dòng)齒固定設(shè)置于所述連接件的外周。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述振動(dòng)齒的與所述連接件的外周結(jié)合的一端為底端，與所述底端相對的一端為頂端，所述振動(dòng)齒的橫截面尺寸由所述底端向所述頂端逐漸減小。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述鉆頭本體具有中心軸線，沿垂直于所述中心軸線方向觀察，所述振動(dòng)軸沿所述鉆頭本體的徑向延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述鉆頭本體具有中心軸線，所述振動(dòng)齒在所述中心軸線方向上的投影的尺寸范圍為零至第一尺寸之間，所述第一尺寸等于所述切削齒在所述中心軸線方向上的投影的尺寸。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述振動(dòng)齒為多個(gè)，多個(gè)所述振動(dòng)齒繞所述振動(dòng)軸的同一圓周環(huán)形分布，相鄰環(huán)形圓周之間的所述振動(dòng)齒交錯(cuò)設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中部分所述切削刀翼上設(shè)置有所述振動(dòng)裝置，具有所述振動(dòng)裝置的所述切削刀翼彼此相互間隔設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述PDC鉆頭還包括水眼，所述水眼設(shè)置于相鄰的所述切削刀翼之間，所述水眼中設(shè)置有噴嘴，所述噴嘴與水源連通。