[發明專利]一種帶磨損監測功能的PDC鉆頭

在審

• 申請號: 202310360480.1
• 申請日: 2023-04-06
• 公開（公告）號: CN116357230A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 劉成亮;杜起浪
• 申請（專利權）人: 成都迪普金剛石鉆頭有限責任公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46;E21B10/62
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

一種帶磨損監測功能的PDC鉆頭，包括鉆頭本體，在鉆頭本體上設置有多個刀翼和噴嘴，所述刀翼包括冠部和保徑部，在所述冠部和保徑部上均設置有切削齒，在冠部和保徑部上同時安裝有多個磨損監測裝置，在所述磨損監測裝置的腔體內封裝有染色液體，所有的磨損監測裝置的安裝高度均低于切削齒的出刃高度，各個磨損監測裝置的安裝高度各不相等，在各個磨損監測裝置內的染色液體具有不同的顏色或特性。本發明結構簡單，染色液體易于監測，可以為起鉆時機提供準確參考，避免鉆頭報廢，同時因為各個磨損監測裝置的安裝高度各不相同，且腔體內封裝的染色液體具有不同的顏色或特性，所以還能直接判斷出鉆頭的磨損部位及切削齒的磨損程度。

技術領域

本發明涉及石油鉆井設備技術領域，尤其涉及一種帶磨損監測功能的PDC鉆頭。

背景技術

PDC鉆頭是聚晶金剛石復合片鉆頭的簡稱，是地質鉆探行業常用的一種鉆井工具。目前PDC鉆頭已被廣泛應用于地質勘探和油氣鉆井中，在石油鉆井中，采用PDC鉆頭進行鉆探時，由于鉆頭處于井下，一般只能根據機械鉆速、扭矩、泵壓的變化和臨井對比判斷鉆頭的磨損情況，但這種依靠經驗判斷鉆頭磨損情況作出的起鉆決定時機上往往不夠準確，起鉆時機過早或過晚。起鉆過早，此時鉆頭尚未磨損失效，造成多趟鉆增加鉆井周期成本；起鉆過晚，易造成刀翼環切、鉆頭掏心或保徑磨小等導致的鉆頭報廢，并有進一步引發井下復雜情況的風險。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出基于一種帶磨損監測功能的PDC鉆頭。

一種帶磨損監測功能的PDC鉆頭，包括鉆頭本體，在所述鉆頭本體的底部連接有接頭，在鉆頭本體上設置有多個刀翼和噴嘴，所述噴嘴與鉆頭本體的中心流道貫通，所述刀翼包括冠部和保徑部，在所述冠部和保徑部上均設置有切削齒，在冠部和保徑部上同時安裝有多個磨損監測裝置，在所述磨損監測裝置的腔體內封裝有染色液體，所有的磨損監測裝置的安裝高度均低于切削齒的出刃高度，各個磨損監測裝置的安裝高度各不相等，在各個磨損監測裝置內的染色液體具有不同的顏色或特性。

進一步地，所述磨損監測裝置分為活塞式結構和壓力補償式結構。

進一步地，所述活塞式結構的磨損監測裝置包括腔體、活塞、彈性擋圈和O型密封圈，在所述腔體內封裝有染色液體，所述活塞的一側與染色液體接觸，另一側與鉆頭本體的中心流道連通。

進一步地，所述壓力補償式結構的磨損監測裝置包括腔體、彈性擋圈、彈性儲囊、壓蓋、壓力補償孔、儲囊安裝孔，在所述腔體內封裝有染色液體，所述彈性儲囊的一側與染色液體接觸，另一側與環空連通。

進一步地，所有的磨損監測裝置安裝在任意一個刀翼的冠部和保徑部上。

進一步地，在所述冠部和保徑部上的多個磨損監測裝置可以安裝在同一個刀翼也可以是不同刀翼上。

進一步地，在所述保徑部沒有設置切削齒的保徑面上，磨損監測裝置的安裝高度低于保徑面。

本發明的有益效果：本發明結構簡單，染色液體易于監測，可以為起鉆時機提供準確參考，避免鉆頭報廢，磨損監測裝置可以根據鉆頭的布齒結構，調整在刀翼上的安裝位置，同時因為各個磨損監測裝置的安裝高度各不相同，且腔體內封裝的染色液體具有不同的顏色或特性，所以還能直接判斷出鉆頭的磨損部位及切削齒的磨損程度。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的俯視圖；

圖3是本發明中磨損監測裝置與切削齒存在相對位置高差的示意圖；

圖4是本發明為活塞式結構磨損監測裝置的剖視圖；

圖5是本發明為壓力補償式結構磨損監測裝置的剖視圖；

圖6是圖4中活塞式結構的示意圖；

圖7是圖5中序號A的局部放大圖；

圖8是本發明中磨損監測裝置在保徑面上的安裝示意圖。