用于出井PDC钻头的处理设备制造技术

本发明专利技术公开了用于出井PDC钻头的处理设备，包括箱体，所述箱体上表面设置转盘，所述转盘由驱动组件驱动进行转动，所述转盘包括呈方形的台阶面，所述台阶面用于承载钻头装卸器；还包括位于转盘下方的处理桶，所述处理桶与转盘之间动密封配合，且处理桶与箱体固定，处理桶底部设置排出阀；所述处理桶内用于容纳处理剂。本发明专利技术提供用于出井PDC钻头的处理设备，以解决现有技术中剥离包覆在钻头上的泥包岩屑耗费大量人力的问题，实现降低对PDC钻头泥包岩屑的剥离难度、减轻人力消耗的目的。减轻人力消耗的目的。减轻人力消耗的目的。

【技术实现步骤摘要】
用于出井PDC钻头的处理设备


[0001]本专利技术涉及石油钻井领域，具体涉及用于出井PDC钻头的处理设备。

技术介绍

[0002]PDC钻头，即聚晶金刚石复合片钻头，它是用聚晶金刚石做成小型切削块镶装或烧结到钻头体上而形成的。在石油钻井领域内，PDC钻头适用于软质到中硬质地层钻进使用，而这类地层又是容易诱发钻头泥包的地层，因此在大量现场施工过程中PDC钻头出井后有泥包现象的概率要远大于牙轮钻头。对于有泥包现象的PDC钻头，需要现场钻工人力去剥离包覆在钻头上的泥包岩屑，但是由于这类泥包岩屑在井内胶结压实、质地坚硬且附着性强，剥离过程十分耗费人力，现有技术中对此没有很好的解决办法。并且PDC钻头出井拆卸后，若底部朝下放置、那么最容易附着泥包岩屑的部位就面向地面、十分难以被清理；若底部朝上放置，虽然便于人工清理了，但是需要钻头丝扣端着地进行倒置，众所周知PDC钻头的丝扣端外径较小，倒置状态下及其不稳，十分容易倾倒、砸伤周围的工作人员，特别是对于12
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1/2''甚至更大尺寸的PDC钻头而言，其质量极大、一旦砸到工作人员将导致严重伤害。此外，对于PDC钻头而言，每个钻头出厂都配备有一个钻头装卸器，钻头装卸器呈方形，能够卡在钻头外进行配合。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供用于出井PDC钻头的处理设备，以解决现有技术中剥离包覆在钻头上的泥包岩屑耗费大量人力的问题，实现降低对PDC钻头泥包岩屑的剥离难度、减轻人力消耗的目的。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：用于出井PDC钻头的处理设备，包括箱体，所述箱体上表面设置转盘，所述转盘由驱动组件驱动进行转动，所述转盘包括呈方形的台阶面，所述台阶面用于承载钻头装卸器；还包括位于转盘下方的处理桶，所述处理桶与转盘之间动密封配合，且处理桶与箱体固定，处理桶底部设置排出阀；所述处理桶内用于容纳处理剂。
[0005]针对现有技术中剥离包覆在钻头上的泥包岩屑耗费大量人力的问题，本专利技术提出用于出井PDC钻头的处理设备，本设备专用于出井后有泥包现象的PDC钻头使用，能够有效降低人力消耗。设备包括箱体，箱体上表面设置转盘，转盘具体的布置方式不做限定，可以是嵌设也可以位于表面也可以内凹布置。驱动组件驱动转盘转动，驱动组件的具体位置与布局也不做限定，只要能够带动转盘进行转动即可。本专利技术中的转盘并非标准盘型结构，而是具有一方形的台阶面，此台阶面与现有技术中方形的钻头装卸器匹配，用于承载钻头装卸器。当钻头装卸器放置在该台阶面内时，由于两者均为方形，因此转盘转动必然带动钻头装卸器转动，进而带动卡在钻头装卸器内的PDC钻头进行转动。转盘下方是处理桶，处理桶必然也位于箱体内部，处理桶与转盘之间动密封配合，即处理桶固定在箱体内部，不随转盘进行转动，所述动密封配合通过任意现有动密封技术实现均可。处理桶内用于容纳处理剂，
所述处理剂用于分散泥包岩屑，使其自动或便于剥离钻头表面，处理桶底部设置排出阀，用于更换排走废弃的处理剂。本申请使用时，首先拆卸出井PDC钻头，连接好钻头装卸器和钻头提丝；同时向处理桶内提前注入处理剂；之后通过提丝提起钻头，将钻头放入箱体内，使钻头装卸器位于转盘内的台阶面上，钻头装卸器与所述台阶面匹配，卸掉钻头提丝；再启动驱动组件，驱动转盘转动，钻头在处理剂内进行浸泡并转动。本申请的工作原理是，利用处理桶内的处理剂对包覆在钻头表面的泥包岩屑进行溶解分散处理，同时通过驱动钻头在浸泡的同时进行转动，提高处理剂对岩屑的溶解分散能力，且高速转动时能够利用离心力使岩屑产生脱离钻头表面的趋势，这样有利于处理剂将其自动剥离下来。此外，专利技术人在研究过程中发现，钻头上附着的泥包岩屑的压实成形是有方向性的，该方向是钻具（包括钻头）在井内正转的方向，因此钻具在井内工作时都是正向转动（因为反转具有极大的脱扣风险，在作业现在是严格禁止的），所以我们看到的出井后压实致密的泥包岩屑，实质上是沿着同一个方向（正向）不断转动的钻头逐层堆积的岩屑组合，钻具在井内始终正转，因此难以将其甩掉，而本申请可以通过驱动组件带动钻头反转，使得泥包岩屑周围的流体流态与井内完全不同甚至相反，从而有利于泥包岩屑从钻头上自动脱落，因此相较于现有技术而言还取得了意料不到的技术效果。通过本申请对泥包后的PDC钻头进行处理，显著降低了对PDC钻头泥包岩屑的剥离难度、减少了人力消耗，泥包岩屑能够自动脱落，或变得相当松散，工作人员将钻头从箱体中取出后能够轻易将其剥离。此外，本申请由于为PDC钻头设置了专用的处理设备，且整个处理过程均在箱体内进行，因此避免了现有技术中将钻头倒置处理所存在的安全隐患，显著提高了现场作业人员的安全性。
[0006]进一步的，所述转盘包括上下分布的方形通径部、圆形通径部，所述方形通径部与方形的台阶面相匹配，所述圆形通径部的内径与处理桶的内径相等；圆形通径部与处理桶之间通过轴承连接。转盘内部通径为上方方形、下方圆形，方形通径部用于与钻头拆卸器进行配套，确保钻头拆卸器在本设备内的稳定，圆形通径部与钻头外形配套，并且能够与下方的处理桶相匹配，有利于与处理桶之间的动密封配合。
[0007]进一步的，所述箱体内壁设置环形轨道，所述转盘滑动配合在所述环形轨道内；所述驱动组件包括固定套设在转盘外的环形齿条、与所述环形齿条啮合的齿轮、用于驱动所述齿轮转动的电机。箱体内壁设置环形轨道，使得转盘稳定的进行转动，避免转盘发生掉落或晃动。本方案中的驱动组件的动力来源为电机，电机通过任意现有方式进行供电，电机驱动齿轮转动，齿轮带动环形齿条转动，由于环形齿条固定套设在转盘外，因此即可带动转盘进行转动。本申请中环形齿条的设置位置不做限定，在转盘外任意部位均可。
[0008]进一步的，所述环形齿条外侧环形均布若干齿轮，每个齿轮均与环形齿条啮合；其中一个齿轮与电机的输出端相连，其余齿轮通过连接轴连接在箱体内壁，所述齿轮转动配合在对应的连接轴上。本方案中齿轮数量若干，其中只有一个与电机的输出端相连的齿轮作为主动齿轮，其余齿轮均是作为从动齿轮、通过连接轴进行转动配合，本方案显著提高了环形齿条的转动稳定性和可靠性，进而提高了转盘的转动稳定性，有利于控制转盘进行高速反转。
[0009]进一步的，所述处理桶内部底面设置伞状骨架，所述伞状骨架与处理桶同轴，伞状骨架的高度自中心向四周逐渐降低；所述处理桶内部侧壁设置若干刮除件。作为本申请的主要专利技术点之一，本方案在处理桶内部底面设置伞状骨架，伞状骨架与处理桶同轴，伞状骨
架的高度自中心向四周逐渐降低，伞状骨架即伞状分布的骨架，其中心为最高点，以中心为起点向四周发散并逐渐降低高度至处理桶底面。伞状骨架的设置考虑了如下因素：（1）出井钻头一般在底部水眼周围泥包现象最为严重，且由于钻头喷嘴的高压射流对岩屑的压实作用，因此钻头底部位置的泥包岩屑对于钻工而言最为难以清除；（2）由于钻头出井拆卸后底部朝下放置在地面，更加导致了喷嘴周围的泥包岩屑不便人工剥离；（3）PDC钻头底部中心位置向内凹陷，更是为人工剥离泥包岩屑制造了难度。本方案通过伞状骨架的设置，当钻头进入处理桶时，钻头下压使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于出井PDC钻头的处理设备，其特征在于，包括箱体（1），所述箱体（1）上表面设置转盘（2），所述转盘（2）由驱动组件驱动进行转动，所述转盘（2）包括呈方形的台阶面（3），所述台阶面（3）用于承载钻头装卸器；还包括位于转盘（2）下方的处理桶（4），所述处理桶（4）与转盘（2）之间动密封配合，且处理桶（4）与箱体（1）固定，处理桶（4）底部设置排出阀（5）；所述处理桶（4）内用于容纳处理剂。2.根据权利要求1所述的用于出井PDC钻头的处理设备，其特征在于，所述转盘（2）包括上下分布的方形通径部（201）、圆形通径部（202），所述方形通径部（201）与方形的台阶面（3）相匹配，所述圆形通径部（202）的内径与处理桶（4）的内径相等；圆形通径部（202）与处理桶（4）之间通过轴承（6）连接。3.根据权利要求1所述的用于出井PDC钻头的处理设备，其特征在于，所述箱体（1）内壁设置环形轨道（7），所述转盘（2）滑动配合在所述环形轨道（7）内；所述驱动组件包括固定套设在转盘（2）外的环形齿条（8）、与所述环形齿条（8）啮合的齿轮（9）、用于驱动所述齿轮（9）转动的电机（10）。4.根据权利要求3所述的用于出井PDC钻头的处理设备，其特征在于，所述环形齿条（8）外侧环形均布若干齿轮（9），每个齿轮（9）均与环形齿条（8）啮合；其中一个齿轮（9）与电机（10）的输出端相连，其余齿轮（9）通过连接轴（11）连接在箱体（1）内壁，所述齿轮（9）转动配合在对应的连接轴（11）上。5.根据权利要求1所述的用于出井PDC钻头的处...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡津，吴代建，孙勇，刘浩，刘红露，
申请(专利权)人：四川工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：