[發明專利]具有自激扭振功能的PDC鉆頭

有效

• 申請號: 201910070265.1
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109898996B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 田家林;楊應林;宋豪林;楊琳;何虹志;胡學華
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B10/38
• 分類號: E21B10/38;E21B10/46
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄

1.具有自激扭振功能的PDC鉆頭，其特征在于：所述的具有自激扭振功能的PDC鉆頭主要由鉆頭接頭(1)、上端蓋擋板(2)、上端蓋(3)、上沖擊錘銅套(4)、上換向開關銅套(5)、沖擊殼體(6)、沖擊錘(7)、換向開關(8)、下換向開關銅套(9)、下沖擊錘銅套(10)、中心接頭(11)、鉆頭本體(12)組成；所述的上端蓋擋板(2)、上端蓋(3)、上沖擊錘銅套(4)、上換向開關銅套(5)、沖擊殼體(6)、沖擊錘(7)、換向開關(8)、下換向開關銅套(9)、下沖擊錘銅套(10)、中心接頭(11)位于鉆頭本體(12)內部，通過鉆頭接頭(1)進行軸向定位鎖緊固定，將沖擊殼體(6)安裝到鉆頭本體(12)內，利用花鍵結構實現沖擊殼體(6)和鉆頭本體(12)之間的周向定位，再將中心接頭(11)安裝到沖擊殼體(6)前端，分別將上沖擊錘銅套(4)和下沖擊錘銅套(10)安裝到沖擊錘(7)上下兩端，再將沖擊錘銅套(4)、沖擊錘(7)和下沖擊錘銅套(10)一起安裝到沖擊殼體(6)內部，然后分別將上換向開關銅套(5)和下換向開關銅套(9)安裝到換向開關(8)上下兩端，再將上換向開關銅套(5)、換向開關(8)和下換向開關銅套(9)一起安裝到沖擊錘(7)內部，將上端蓋(3)安裝到設計位置作為上沖擊錘銅套(4)、上換向開關銅套(5)、沖擊殼體(6)、沖擊錘(7)、換向開關(8)的保持架，然后將上端蓋擋板(2)安裝到上端蓋(3)后端，通過上端蓋擋板(2)調節鉆頭本體(12)內部零件的安裝尺寸，最后將鉆頭接頭(1)安裝到鉆頭本體(12)后端螺紋處，對鉆頭本體(12)內部零件進行軸向鎖緊。

2.根據權利要求1所述的具有自激扭振功能的PDC鉆頭，其特征在于：所述的沖擊錘(7)和換向開關(8)在鉆井液壓力驅動下產生相互轉動，換向開關(8)在轉動過程中將往復碰撞沖擊錘(7)，沖擊錘(7)將周期性地往復碰撞沖擊殼體(6)，在換向開關(8)、沖擊錘(7)和沖擊殼體(6)相互碰撞過程中，將產生周期性地往復沖擊載荷，通過沖擊殼體(6)傳遞到鉆頭本體(12)上。

3.根據權利要求1所述的具有自激扭振功能的PDC鉆頭，其特征在于：所述的沖擊殼體(6)圓周上設置有通孔作為鉆井液循環流道，沖擊殼體(6)前端內圓周上設置有花鍵槽，外圓周上設置有花鍵，通過花鍵與鉆頭本體(12)配合，利用花鍵結構，將沖擊錘(7)和換向開關(8)產生的周向扭矩傳遞到鉆頭本體。

4.根據權利要求1所述的具有自激扭振功能的PDC鉆頭，其特征在于：所述的上沖擊錘銅套(4)、上換向開關銅套(5)安裝在沖擊錘(7)和換向開關(8)上端，下換向開關銅套(9)和下沖擊錘銅套(10)安裝在沖擊錘(7)和換向開關(8)下端，通過上沖擊錘銅套(4)、上換向開關銅套(5)、下換向開關銅套(9)和下沖擊錘銅套(10)調整沖擊錘(7)和換向開關(8)之間的間隙，降低沖擊錘(7)和換向開關(8)的磨損，提高其使用壽命。

5.根據權利要求1所述的具有自激扭振功能的PDC鉆頭，其特征在于：所述的上端蓋(3)和沖擊殼體(6)分別設置有2個銷釘孔，通過安裝銷釘對上端蓋(3)和沖擊殼體(6)進行定位，防止上端蓋(3)和沖擊殼體(6)的流體通道在鉆頭工作過程中位置發生偏差，保證鉆井液能夠按照設計流道循環。

6.根據權利要求1所述的具有自激扭振功能的PDC鉆頭，其特征在于：所述的中心接頭(11)前端設置有花鍵，與沖擊殼體(6)前端內圓周上的花鍵槽配合。