[發明專利]一種具有助力旋轉激振功能的PDC鉆頭

有效

• 申請號: 202011042787.X
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112177534B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 張占奎;曹江龍
• 申請（專利權）人: 滄州格銳特鉆頭有限公司
• 主分類號: E21B10/42
• 分類號: E21B10/42;E21B7/24;E21B10/60
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明提供了一種具有助力旋轉激振功能的PDC鉆頭，屬于地質鉆探技術領域，包括鉆頭本體、旋轉機構、承托機構和激振機構，鉆頭本體的頂部設有PDC切削齒，用于切削鉆進地質巖層，旋轉機構設于鉆頭本體底部，旋轉機構與鉆頭本體同軸設置，鉆頭本體可相對于旋轉機構旋轉，承托機構用于承托旋轉機構下端且與旋轉機構可拆卸連接，承托機構底部用于連接鉆桿，激振機構沿承托機構圓周向設于承托機構上端，且與鉆頭本體連接，激振機構用于產生激振力并驅動鉆頭本體旋轉。本發明提供的一種具有助力旋轉激振功能的PDC鉆頭，具有對PDC鉆頭在鉆進巖石時能產生助力旋轉，通過激振機構可產生激振，對切削不均質巖石有益，提高切削進度和效率的技術效果。

技術領域

本發明屬于地質鉆探技術領域，更具體地說，是涉及一種具有助力旋轉激振功能的PDC鉆頭。

背景技術

PDC(聚晶金剛石復合片)鉆頭是廣泛應用于石油、地質領域的一種鉆頭，其具有較高的硬度、耐磨性和使用壽命。PDC鉆頭破碎巖石的主要方式是切削巖石，由于其一般具有3-7個刀翼，十幾個復合片，巖石又是不均質的，因此PDC鉆頭在工作時存在劇烈的橫向振動，削弱了破碎巖石的效率。鉆頭的旋轉依靠鉆桿的扭矩，鉆頭本身并不能產生自主轉動，對于切削巖石來講，全部依靠鉆桿的扭矩來實現的，由于巖石為不均質的，而且鉆頭本身上沒有激振功能或能夠驅動鉆頭本身自主旋轉的功能，則通過鉆桿作用于鉆頭上一定的旋轉扭矩，切削一定量的巖石的操作時間就很長，切削效率低，鉆頭本身不能根據巖石的特性作適應性的改變，則總體來說，就需要對現有技術中的PDC鉆頭進行改進，使得PDC鉆頭在鉆進時，在原有鉆桿的旋轉扭矩的基礎上，可以產生激振和自主旋轉，使切削巖石效果好，提高鉆頭鉆進進度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有助力旋轉激振功能的PDC鉆頭，旨在解決現有技術中的PDC鉆頭在鉆進巖石時缺少激振和自主旋轉，對切削巖石效率低的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種具有助力旋轉激振功能的PDC鉆頭，包括鉆頭本體、旋轉機構、承托機構和激振機構，鉆頭本體的頂部設有PDC切削齒，用于切削鉆進地質巖層；旋轉機構設于所述鉆頭本體底部，所述旋轉機構與所述鉆頭本體同軸設置，所述鉆頭本體可相對于所述旋轉機構旋轉；承托機構設于所述旋轉機構下端，與所述旋轉機構可拆卸連接，所述承托機構用于承托所述旋轉機構，所述承托機構底部用于連接鉆桿；激振機構沿所述承托機構圓周向設于所述承托機構上端，且與所述鉆頭本體連接，所述激振機構用于產生激振力并驅動所述鉆頭本體旋轉。

作為本申請另一實施例，具有助力旋轉激振功能的PDC鉆頭還包括設于所述鉆頭本體上的逆向噴射機構，所述逆向噴射機構用于向與所述鉆頭本體旋轉方向相反的方向噴射水，所述鉆頭本體借助于所述逆向噴射機構助力旋轉。

作為本申請另一實施例，所述旋轉機構包括圓臺和軸承件，圓臺倒立設置，所述圓臺上端面外徑與所述鉆頭本體的底部外徑相等，所述圓臺的外壁上設有與所述承托機構螺紋連接的外螺紋，所述圓臺中部設有空腔；軸承件呈水平狀設置在所述圓臺上端且與所述圓臺同軸，用于支撐所述鉆頭本體旋轉，所述軸承件的邊緣處設有用于限位所述鉆頭本體橫向移動的限位臺階。

作為本申請另一實施例，所述承托機構包括承托臺和連接部，承托臺縱截面呈凹字型，內部設有與所述圓臺螺紋連接的內螺紋，所述承托臺的上端為平面；連接部設于所述承托臺底端，用于與鉆桿可拆卸連接，所述承托臺與所述圓臺的螺紋連接方向與所述鉆頭本體的旋轉方向一致。