[發明專利]基于渦輪驅動的雙速PDC鉆頭

在審

• 申請號: 201910329285.6
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110029933A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 田家林;胡志超;葛桐旭;宋豪林;鄧喆;文峰
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B4/02
• 分類號: E21B4/02;E21B10/567;E21B10/573;E21B10/62
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李亞男

1.基于渦輪驅動的雙速PDC鉆頭，由上接頭(1)，渦輪軸上定位塊(2)，大鋼珠(3)，渦輪葉片(4)，外延大鉆頭(5)，渦輪軸(6)，小鋼珠(7)，渦輪軸下定位塊(8)，導流接頭(9)，Y形密封圈(10)，外延大鉆頭噴嘴(11)，中心小鉆頭(12)組成，其特征是：裝配順序為先將渦輪葉片(4)裝配在渦輪軸(6)上，在渦輪軸(6)下端通過螺紋連接上導流接頭(9)，組成整體部件；給外延大鉆頭(5)裝上外延大鉆頭噴嘴(11)，在外延大鉆頭(5)凹槽處裝上Y形密封圈(10)，將渦輪下定位塊(8)裝入外延大鉆頭(5)內，在渦輪下定位塊(8)凹槽處裝入小鋼珠(7)，將上述整體部件裝入外延大鉆頭(5)；在導流接頭(9)的另一端通過螺紋連接中心小鉆頭(12)；在渦輪軸(6)上端裝入大鋼珠(3)，再裝入渦輪上定位塊(2)，通過螺紋連接上接頭(1)，裝配完成。

2.根據權利要求1所述的基于渦輪驅動的雙速PDC鉆頭，其特征在于：導流接頭(9)上開有環向均布的三個斜孔，鉆井液從外延大鉆頭(5)與導流接頭(9)之間的環空，通過斜孔進入導流接頭(9)，從而進入中心小鉆頭(12)，鉆進時從中心小鉆頭(12)噴嘴噴出，斜孔有利于降低鉆井液的壓降。

3.根據權利要求1所述的基于渦輪驅動的雙速PDC鉆頭，其特征在于：渦輪下定位塊(8)和渦輪軸(6)上有凹槽，在兩者凹槽間裝入小鋼珠(7)；鉆進時，渦輪軸(6)驅動中心小鉆頭(12)旋轉破巖，降低渦輪下定位塊(8)與渦輪軸(6)之間的摩擦阻力。

4.根據權利要求1所述的基于渦輪驅動的雙速PDC鉆頭，其特征在于：渦輪軸(6)上端與渦輪上定位塊(2)上有凹坑，在兩者凹坑之間裝上大鋼珠(3)；鉆進時，渦輪軸(6)驅動中心小鉆頭(12)旋轉破巖，降低渦輪上定位塊(2)與渦輪軸(6)之間的摩擦阻力。

5.根據權利要求1所述的基于渦輪驅動的雙速PDC鉆頭，其特征在于：外延大鉆頭(5)與導流接頭(9)之間設計有兩個Y形密封圈(10)，兩個Y形密封圈(10)的開口方向相反，上面的朝上，下面的朝下；可以避免鉆井液從外延大鉆頭(5)與導流接頭(9)之間流出來或者流進去。

6.根據權利要求1所述的基于渦輪驅動的雙速PDC鉆頭，其特征在于：渦輪上定位塊(2)、渦輪下定位塊(8)開有過流通道；鉆井液能夠通過渦輪上定位塊(2)推動渦輪葉片(4)，進而驅動渦輪軸(6)旋轉；之后，鉆井液能夠通過渦輪下定位塊(8)，一部分從外延大鉆頭噴嘴(11)噴射出來，另一部分通過導流接頭(9)進入中心小鉆頭(12)，從噴嘴噴射出來。