The invention discloses an alternating path cutting rock breaking tools, including drill assembly and shell group; the shell group is arranged in the cardan shaft assembly, screw motor assembly and by-pass valve assembly; the drill bit assembly is arranged on the lower shell end, rotary connection, and with the cardan shaft assembly is fixedly connected by a screw thread; cutting teeth fixed on the bit body. The utility model is characterized in that the drill body and the rotating axis of the rotating axis of the shell group is formed between the shaft angle, the shell group revolution and rotation of the drill body combination, realization of alternating path cutting movement of the cutting teeth; the cardan shaft assembly is fixedly connected with the drill body directly. The beneficial effect of the invention includes: to achieve the alternating path cutting cutting teeth movement is stable and reliable, can significantly improve the drill bit in hard rock biting ability, improve rock breaking efficiency; while simplifying the \bit and screw drill\ structure, improve drilling safety, reduce the cost of drilling tools.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻探设备
,具体涉及一种破岩工具。
技术介绍
PDC钻头是一种钻井破岩工具,它具有钻井安全性高、结构形式灵活性以及以剪切破岩的形式高效破岩等技术优势,据统计目前在世界范围内钻井总进尺数的80%以上都是由PDC钻头完成的,占有绝对的重要地位。常规固定切削齿PDC钻头在井底的运动轨迹均为圆形,每颗齿都沿着各自固定的旋转轨迹做刮切运动(同轨迹刮切)。无论是现场钻头钻进和失效形式,还是室内可钻性实验都能够反映出PDC钻头在这一运动状态下的地层吃入能力影响着钻头的破岩效率,特别是在深部难钻地层,这一影响更为显著。其主要表现在:①在软、硬交替地层中钻进时容易发生断齿、崩齿、复合片层脱落等牙齿失效现象的发生;②随着切削齿的磨损,与岩石的互作用接触赫兹应力急剧降低,进而使钻头的地层吃入能力下降,机械钻速显著降低;③地层对PDC钻头结构个性化设计要求高,地层适应性不强。螺杆钻具是目前广泛使用的一种井下动力钻具,为一种容积式马达。它的主要工作原理是通过高流速、大排量、高压强的钻井液的流动,使螺杆钻具转子与定子之间的密闭空间发生移动或变化,从而实现连续旋转运动的执行机构。目前螺杆钻具在油气钻井工程中广泛应用,其技术优势主要体现在两个方面:其一是螺杆钻具下部可设置一弯外壳,使它所驱动的钻头回转轴线与钻柱系统的回转轴线偏转一定角度,易于实现定向造斜或稳斜钻进,对于实现特殊复杂的井身轨迹钻进十分重要;其二是在大位移定向井、水平井钻进时,钻柱系统与井壁大量接触并产生强大的摩擦力,使 ...
【技术保护点】
一种交变轨迹切削破岩工具,包括有钻头总成(1)和外壳体组,所述外壳体组由下壳体(51)、中壳体(52)和上壳体(53)组成;所述外壳体组内设置有万向轴总成(2)、螺杆马达总成(3)和旁通阀总成(4);所述钻头总成(1)中的钻头体(11)安装在下壳体(51)的下端部,构成转动连接,并且又与万向轴总成(2)的下接头(22)通过螺纹(221)固定连接;所述钻头体(11)上固定有切削齿(122),其特征在于:所述钻头体(11)的回转轴线(17)与下壳体(51)的回转轴线(513)间形成轴倾角α,使外壳体组的公转与钻头体(11)的自转相复合,实现所述切削齿(122)的交变轨迹切削运动。
【技术特征摘要】
1.一种交变轨迹切削破岩工具,包括有钻头总成(1)和外壳体组,所述外壳体组由下壳体(51)、中壳体(52)和上壳体(53)组成;所述外壳体组内设置有万向轴总成(2)、螺杆马达总成(3)和旁通阀总成(4);所述钻头总成(1)中的钻头体(11)安装在下壳体(51)的下端部,构成转动连接,并且又与万向轴总成(2)的下接头(22)通过螺纹(221)固定连接;所述钻头体(11)上固定有切削齿(122),其特征在于:所述钻头体(11)的回转轴线(17)与下壳体(51)的回转轴线(513)间形成轴倾角α,使外壳体组的公转与钻头体(11)的自转相复合,实现所述切削齿(122)的交变轨迹切削运动。
2.如权利要求1所述的一种交变轨迹切削破岩工具,其特征在于:所述钻头体(11)上设置有轴颈(18),在所述轴颈(18)内部设置有螺纹结构(16)并且与万向轴总成(2)中的下接头(22)通过螺纹(221)固定连接。
3.如权利要求1所述的一种交变轨迹切削破岩工具,其特征在于:所述轴倾角α的取值范围0≤α<90°。
4.如权利要求3所述的一种交变轨迹切削破岩工具,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:周春晓,任海涛,杨迎新,
申请(专利权)人:西南石油大学,
类型:发明
国别省市:四川;51
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