一種組合式pdc鉆頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種組合式PDC鉆頭，屬于鉆探用鉆頭【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的組合式PDC鉆頭，包括鉆頭體、保徑短節(jié)、轉(zhuǎn)換接頭，其特征在于：鉆頭體的一端設(shè)置有固定刀翼，另一端設(shè)置有連接螺紋，保徑短節(jié)裝配在固定刀翼和連接螺紋之間；鉆頭體的連接螺紋與轉(zhuǎn)換接頭的連接螺紋旋合，保徑短節(jié)被固定在轉(zhuǎn)換接頭和固定刀翼之間。本發(fā)明的鉆頭是一種組合式結(jié)構(gòu)，在鉆頭保徑磨損后只需要更換保徑短節(jié)，而不用更換整只鉆頭，顯著降低鉆頭的使用成本；可以在鉆井現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)鉆井條件更換不同結(jié)構(gòu)的保徑短節(jié)，有利于提高鉆井效率。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油天然氣、礦山工程、建筑基礎(chǔ)工程施工、地質(zhì)、水文等領(lǐng)域使用的 鉆探用鉆頭，具體的講是涉及一種組合式PDC鉆頭。 一種組合式PDC鉆頭

【背景技術(shù)】
[0002] PDC鉆頭作為石油、天然氣開(kāi)采行業(yè)中一種常用的井下工具，鉆頭為了順利的從鉆 井平臺(tái)下到井底，通常會(huì)在井底以上數(shù)百米的位置開(kāi)始進(jìn)行長(zhǎng)距離的劃眼，直到劃到井底。 若遇研磨性較強(qiáng)的地層，鉆頭的保徑會(huì)很快磨損，有時(shí)甚至?xí)l(fā)生鉆頭還沒(méi)有向下劃眼到 井底就因保徑磨損而報(bào)廢的現(xiàn)象。
[0003] 在鉆井過(guò)程中，井壁巖石在鉆井液的浸泡中易于膨脹，井徑縮??；鉆井液中的巖屑 也容易粘附在井壁上。為了提高井眼質(zhì)量，需要經(jīng)常對(duì)鉆柱進(jìn)行短體，使鉆頭往上倒劃眼。 來(lái)回的短提和劃眼使鉆頭的保徑特別容易磨損。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，PDC鉆頭的保徑結(jié)構(gòu)與鉆頭體是成一體的，在鉆頭的主切削結(jié)構(gòu)還能 正常使用的情況下，因鉆頭保徑磨損而報(bào)廢就不得不跟換新的鉆頭，使用鉆頭的成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種組合式PDC鉆頭，可 以在鉆井現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)鉆井條件更換不同的保徑短節(jié)，有利于提高鉆井效率；保徑磨損后只需 要更換保徑短節(jié)，而不用更換整只鉆頭，降低鉆頭的使用成本。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種組合式PDC鉆頭，包括鉆頭體、 保徑短節(jié)、轉(zhuǎn)換接頭，其特征在于：鉆頭體的一端設(shè)置有固定刀翼，另一端設(shè)置有連接螺紋， 保徑短節(jié)裝配在固定刀翼和鉆頭體的連接螺紋之間；鉆頭體的連接螺紋與轉(zhuǎn)換接頭的連接 螺紋旋合，保徑短節(jié)被固定在轉(zhuǎn)換接頭和固定刀翼之間，保徑短節(jié)不能產(chǎn)生軸向移動(dòng)。
[0007] 在上述技術(shù)方案中，所述鉆頭體的固定刀翼的端面上設(shè)置有孔，保徑短節(jié)的保徑 塊的端面設(shè)置有銷，固定刀翼與保徑塊通過(guò)銷孔連接，防止保徑短節(jié)在使用過(guò)程中發(fā)生周 向轉(zhuǎn)動(dòng)。固定刀翼和保徑塊在周向的寬度和分布角度相同，其數(shù)量也相同，這樣使固定翼與 保徑塊周向和軸向?qū)R，相鄰固定刀翼之間的鉆頭排屑槽連續(xù)不間斷；使組合式的鉆頭結(jié) 構(gòu)從外觀看來(lái)與現(xiàn)有技術(shù)的PDC鉆頭一致，不影響鉆頭的水力結(jié)構(gòu)，鉆頭的排屑能力不受 影響。
[0008] 轉(zhuǎn)換接頭一端的連接螺紋是母扣，與鉆頭體的公扣連接螺紋旋合連接；轉(zhuǎn)換接頭 的另一端的連接螺紋是公扣，在使用時(shí)與鉆柱連接。同時(shí)轉(zhuǎn)換接頭的外圓面還設(shè)置有卸扣 槽，方便鉆頭的拆裝。轉(zhuǎn)換接頭起到了連接鉆頭體和鉆柱的作用，并傳遞扭矩給鉆頭，使鉆 柱帶動(dòng)鉆頭能在井底正常的轉(zhuǎn)動(dòng)和鉆進(jìn)。
[0009] 在鉆頭進(jìn)行長(zhǎng)距離的劃眼作業(yè)和反復(fù)短提倒劃眼作業(yè)，鉆頭的保徑磨損后，而鉆 頭固定刀翼上的主切削結(jié)構(gòu)能夠正常使用，可以使鉆頭體和轉(zhuǎn)換接頭松扣，更換新的保徑 短節(jié)，而不必更換整只新鉆頭，能夠顯著地降低鉆頭的使用成本。同時(shí)還可以根據(jù)鉆井條 件，跟換不同結(jié)構(gòu)的保徑短節(jié)，使鉆頭適應(yīng)地層的能力增強(qiáng)，提高鉆井效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0011] 圖1是本發(fā)明組合式PDC鉆頭裝配示意圖。
[0012] 圖2是本發(fā)明組合式PDC鉆頭三維外觀圖。
[0013] 圖3是本發(fā)明的保徑短節(jié)采用短保徑的結(jié)構(gòu)圖。
[0014] 圖4是本發(fā)明的保徑短節(jié)采用長(zhǎng)保徑的結(jié)構(gòu)圖。
[0015] 圖中標(biāo)記：1-鉆頭體、11-固定刀翼、12-固定刀翼端面的孔、13-鉆頭體的連接螺 紋、14-主切削結(jié)構(gòu)、15-刀翼之間排屑槽；2-保徑短節(jié)、21-銷、22-保徑塊、23-保徑塊之間 排屑槽；3_轉(zhuǎn)換接頭、31-連接螺紋(公扣)、32-卸扣槽、33-連接螺紋(母扣)。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0017] 圖1示意的表示出了本發(fā)明組合式PDC鉆頭的主體結(jié)構(gòu)，它包括鉆頭體1、保徑短 節(jié)2、轉(zhuǎn)換接頭3,其特征在于：鉆頭體1的一端設(shè)置有固定刀翼11，另一端設(shè)置有連接螺紋 13,保徑短節(jié)2裝配在固定刀翼11和鉆頭體1的連接螺紋13之間；鉆頭體1的連接螺紋13 與轉(zhuǎn)換接頭3的連接螺紋33旋合，保徑短節(jié)2被固定在轉(zhuǎn)換接頭3和固定刀翼11之間，保 徑短節(jié)2不能產(chǎn)生軸向移動(dòng)。
[0018] 在鉆頭體1的每個(gè)固定刀翼11的端面上都設(shè)置有一個(gè)圓孔12,在保徑短節(jié)2的每 個(gè)保徑塊22的端面上都設(shè)置有圓銷21，該圓銷21與保徑塊22成為一體。裝配保徑短節(jié)2 時(shí)，圓銷21插入圓孔12內(nèi)，使固定刀翼11的端面與保徑塊22的端面接觸。圓銷21與圓 孔12成小間隙配合，方便保徑短節(jié)2的裝卸。
[0019] 如圖2所示，保徑短節(jié)2裝配在鉆頭體1上后，保徑塊22與固定刀翼11之間軸向 和周向都處于對(duì)齊狀態(tài)。這就要求固定刀翼11和保徑塊22的寬度、數(shù)量和周向分布的角 度都相同。這樣固定刀翼11之間的排屑槽15和保徑塊22之間的排屑槽23相互連通，平 穩(wěn)過(guò)度，使組合式的鉆頭結(jié)構(gòu)從外觀看來(lái)與現(xiàn)有技術(shù)的PDC鉆頭一致，不影響鉆頭的水力 結(jié)構(gòu)，鉆頭的排屑能力不受影響。
[0020] 轉(zhuǎn)換接頭3 -端的連接螺紋33是母扣，與鉆頭體的公扣連接螺紋13旋合連接；轉(zhuǎn) 換接頭3的另一端的連接螺紋31是公扣，在使用時(shí)與鉆柱連接。同時(shí)轉(zhuǎn)換接頭3的外圓面 還設(shè)置有卸扣槽32,方便鉆頭的拆裝和更換保徑短節(jié)2。轉(zhuǎn)換接頭3起到了連接鉆頭體1 和鉆柱的作用，并傳遞扭矩給鉆頭，使鉆柱帶動(dòng)鉆頭能在井底正常的轉(zhuǎn)動(dòng)和鉆進(jìn)。
[0021] 在鉆頭主切削結(jié)構(gòu)14還能正常工作的條件下，鉆頭保徑磨損后，需要跟換鉆頭的 保徑短節(jié)2,可以根據(jù)鉆井的實(shí)際條件，更換與原結(jié)構(gòu)一致的保徑短節(jié)2,也可以更換與原 結(jié)構(gòu)不同的保徑短節(jié)2。如圖3所示的保徑短節(jié)2的保徑塊工作面在軸向的工作長(zhǎng)度較短； 如圖4所示的保徑短節(jié)2的保徑塊工作面在軸向的工作長(zhǎng)度較長(zhǎng)，但這兩種保徑短節(jié)2的 總長(zhǎng)度一致，不影響鉆頭的裝配和正常使用。在鉆井現(xiàn)場(chǎng)，能快速速更換新的保徑短節(jié)2,而 不是更換整只鉆頭，有利于降低鉆井成本；而更換不同結(jié)構(gòu)的保徑短節(jié)2,使鉆頭適應(yīng)地層 的能力增強(qiáng)，達(dá)到提高鉆井效率的目的。
[0022] 本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明， 而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例 的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種組合式PDC鉆頭，包括鉆頭體（1)、保徑短節(jié)（2)、轉(zhuǎn)換接頭（3)，其特征在于：鉆 頭體（1)的一端設(shè)置有固定刀翼（11)，另一端設(shè)置有連接螺紋（12)，保徑短節(jié)（2)裝配在固 定刀翼（11)和連接螺紋（12)之間；鉆頭體（1)的連接螺紋（12)與轉(zhuǎn)換接頭（3)的連接螺 紋（33)旋合，保徑短節(jié)（2)被固定在轉(zhuǎn)換接頭（3)和固定刀翼（11)之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式PDC鉆頭，其特征在于：所述鉆頭體（1)的固定刀 翼（11)的端面上設(shè)置有孔（12)，保徑短節(jié)（2)的保徑塊（22)的端面設(shè)置有銷（21)，固定刀 翼（11)與保徑塊（22)通過(guò)銷孔連接，防止保徑短節(jié)（2)在使用過(guò)程中發(fā)生周向轉(zhuǎn)動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種組合式PDC鉆頭，其特征在于：所述固定刀翼（11) 和保徑塊（22)的數(shù)量相同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種組合式PDC鉆頭，其特征在于：所述固定刀翼（11) 和保徑塊（22)在周向的分布角度相同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種組合式PDC鉆頭，其特征在于：所述固定刀翼（11) 和保徑塊（22)的寬度相同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式PDC鉆頭，其特征在于：所述轉(zhuǎn)換接頭（3)通過(guò)連 接螺紋（33)與鉆頭體連接，通過(guò)連接螺紋（31)與鉆柱連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的一種組合式PDC鉆頭，其特征在于：所述轉(zhuǎn)換接頭（3)的 外圓設(shè)置有卸扣槽（32)。
【文檔編號(hào)】E21B10/43GK104100204SQ201410382596
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】陳元, 楊國(guó)輝, 方進(jìn)珠 申請(qǐng)人:四川萬(wàn)吉金剛石鉆頭有限公司