本发明专利技术涉及石油钻井用钻头技术领域，特别公开了一种具有可伸缩的切削副齿组件的PDC钻头及使用方法，其技术方案是：包括钻头本体、长刀翼、短刀翼、齿柱和保径齿，钻头本体顶部开有带有螺纹的出液孔，钻头本体底部开有阶梯式圆槽，钻头本体上还设置有切削副齿组件、固定调节机构和连接件。其有益效果是：本发明专利技术通过在传统的多刀翼PDC钻头基础上增设切削副齿组件，提高钻头破岩效率的同时减少主齿复合片磨损，切削副齿组件中的复合片可转动，钻进过程中用复合片与地层之间形成切向力驱动复合片旋转，减少了切削副齿组件的复合片磨损，提高了切削副齿组件耐用性，且切削副齿组件可通过转动柱调节收入钻头中。转动柱调节收入钻头中。转动柱调节收入钻头中。
【技术实现步骤摘要】
一种具有可伸缩的切削副齿组件的PDC钻头及使用方法
[0001]本专利技术涉及石油钻井用钻头
，特别涉及一种具有可伸缩的切削副齿组件的PDC钻头及使用方法。
技术介绍
[0002]在石油钻井中，多刀翼的聚晶金刚石复合片钻头，也称多刀翼PDC钻头，是用薄圆片状聚晶金刚石做成小型切削块镶装或烧结到钻头体上的多个刀翼而形成的，因为其具有优异的抗研磨和抗冲击能力，在地质钻探、石油钻井领域被广泛应用。其中，五刀翼PDC钻头是PDC钻头的常用的一种，主要用于对坚硬地层的钻进。
[0003]现有的五刀翼PDC钻头大多由五组刀翼、刚齿柱和复合片组成，结构简单，在坚硬岩石层钻进时复合片磨损较快，并且破岩效率较低，这就造成钻井过程中经常需要更换钻头，一方面造成时间的浪费，二方面增加了钻头的使用成本，增加了钻井的成本。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有可伸缩的切削副齿组件的PDC钻头及使用方法，以解决上述
技术介绍
中提出的钻头磨损较快且破岩效率低的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有可伸缩的切削副齿组件的PDC钻头，包括钻头本体、长刀翼、短刀翼、齿柱和保径齿，所述长刀翼设置有三组，所述短刀翼设置有两组，所述长刀翼和短刀翼在钻头本体上沿顺时针方向按长刀翼、短刀翼、长刀翼、长刀翼、短刀翼的顺序依次固定，所述齿柱设置有多组，多组所述齿柱在长刀翼和短刀翼上沿切削方向焊接固定，所述保径齿设置有多组，多组所述保径齿均固定连接在长刀翼和短刀翼侧壁上，所述钻头本体顶部开有七组带有螺纹的出液孔，所述钻头本体底部开有阶梯式圆槽，所述钻头本体上还设置有切削副齿组件、固定调节机构和连接件；所述切削副齿组件包括固定盘和固定柱，所述固定柱设置有八组，八组所述固定柱均固定连接在固定盘顶部，所述固定盘底部中心开有螺纹槽。
[0006]优选的，所述切削副齿组件还包括齿筒和转动柱，所述长刀翼与短刀翼顶部均开有贯通钻头本体的活动槽，所述长刀翼顶部活动槽数量为两组，所述短刀翼顶部活动槽数量为一组，八组所述固定柱在固定盘顶部位置分别与各组活动槽位置正对，所述齿筒和转动柱均设置有八组，八组所述转动柱分别与八组齿筒转动连接并且贯穿齿筒，八组所述齿筒分别固定连接在八组固定柱顶部的弧形凹槽内，八组所述固定柱分别插入对应的活动槽中，所述转动柱与齿柱顺切削方向的一侧均固定连接有聚晶金刚石复合片。优选的，所述固定调节机构包括密封盘、密封圈、垫圈、导流管和调节柱，所述密封圈设置在阶梯式圆槽梯台处，所述密封圈位于固定盘下方，所述密封盘位于密封圈下方，所述固定盘以及密封盘上与钻头本体的出液孔位置对应处均开有开孔，所述密封盘的开孔底部开有密封槽，所述导流管与调节柱顶部攻有外螺纹，所述导流管和垫圈均设置有七组，七组所述垫圈分别与七组导流管固定连接，七组所述导流管分别穿过固定盘和密封盘上位置
对应的各组开孔并且与相应的出液孔螺纹连接，所述垫圈紧抵密封槽，所述密封盘紧抵密封圈，所述调节柱转动连接在密封盘中心并且贯穿密封盘，所述调节柱与固定盘螺纹连接。优选的，所述连接件包括连接筒和锥管螺纹接头，所述锥管螺纹接头固定连接在连接筒底部，所述连接筒固定连接在钻头本体底部。
[0007]优选的，所述钻头本体的出液孔顶端螺纹连接有喷嘴，所述喷嘴为硬合金喷嘴。
[0008]优选的，所述固定柱长度与活动槽深度相等，所述齿筒与齿柱位置交错。
[0009]优选的，所述密封圈为橡胶材质，所述垫圈为不锈钢材质，所述密封盘到阶梯式圆槽槽面距离与固定盘厚度之差为齿筒半径的1/2，所述固定盘和密封盘分别与阶梯型圆槽上下两部分槽型契合，所述调节柱底部开有六边形开槽，所述导流管底部为六角帽形。
[0010]优选的，所述连接筒、锥管螺纹接头、固定盘与钻头本体轴线重合，所述连接筒半径小于钻头本体半径。
[0011]本专利技术提到的一种具有可伸缩的切削副齿组件的PDC钻头的使用方法，具体包括以下步骤：S1，将钻头本体倒立，手持固定盘，先将各组固定柱与各组活动槽位置对准，再将各组固定柱插入对应的活动槽;S2，将密封圈放置在阶梯式圆槽的梯台上，将密封盘放入阶梯式圆槽，此时调节柱将密封盘顶起，调节柱正对固定盘的螺纹槽，用T形六角扳手转动调节柱，使调节柱与固定盘螺纹连接，固定盘与密封盘紧贴，密封盘与密封圈贴合，拨动密封盘，使密封盘与固定盘的开孔正对，将各组导流管分别插入各组开孔，用T形六角套筒扳手转动各组导流管，使导流管旋入对应出液孔，垫圈与密封槽紧抵，密封盘与密封圈紧抵;S3，将连接筒与钻头本体焊接固定，在出液孔端部旋入喷嘴;S4，根据使用需求，将T形六角扳手穿过锥管螺纹接头和连接筒对调节柱进行转动，使齿筒伸出或收入活动槽，再用锥管螺纹接头将钻头安装在钻杆上，可进行钻井作业。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在传统五刀翼PDC钻头的基础上增设切削副齿组件，进一步提高钻头破岩效率，提升钻进速度，同时减少主齿复合片磨损，提高钻头使用寿命，切削副齿组件的复合片可转动，钻进过程中用复合片与地层之间形成切向力驱动复合片旋转，减少切削副齿组件的复合片磨损，提高切削副齿组件的耐用性，切削副齿组件可通过转动柱调节收入钻头中，在对非坚硬地层钻井时可收入切削副齿组件，减小旋转阻力，提高钻进速度，使用灵活，钻头整体为组装式，便于生产。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的拆解结构示意图；图2为本专利技术的剖视结构示意图；图3为本专利技术的俯视结构示意图；图4为本专利技术的仰视结构示意图；图5为切削副齿组件收起后的状态示意图；图6为切削副齿组件伸出状态的结构示意图；图7为实施例1中的固定柱和齿筒的连接放大示意图；图8为实施例3中的固定柱和齿筒的连接放大示意图；
图中：1钻头本体、2长刀翼、3短刀翼、4齿柱、5保径齿、6阶梯式圆槽、7切削副齿组件、8固定调节机构、9连接件、10固定盘、11固定柱、12齿筒、13转动柱、14聚晶金刚石复合片、15密封盘、16密封圈、17垫圈、18导流管、19调节柱、20连接筒、21锥管螺纹接头、22喷嘴。
具体实施方式
[0014]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0015]实施例1，参照图1
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7，本专利技术提供了一种具有可伸缩的切削副齿组件的PDC钻头，在使用的过程中可以有效的提高在坚硬岩层中的破岩效率，减少主齿复合片的磨损，包括钻头本体1、长刀翼2、短刀翼3、齿柱4、保径齿5、切削副齿组件7、固定调节机构8和连接件9；长刀翼2设置有三组，短刀翼3设置有两组，长刀翼2和短刀翼3在钻头本体1上沿顺时针方向按长刀翼2、短刀翼3、长刀翼2、长刀翼2、短刀翼3的顺序依次固定，齿柱4设置有多组，多组齿柱4在长刀翼2和短刀翼3上沿切削方向焊接固定，保径齿5设置有多组，多组保径齿5均固定连接在长刀翼2和短刀翼3侧壁上，钻头本体1顶部开有七组带有螺纹的出液孔，钻头本体1底部开有阶梯式圆槽6本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有可伸缩的切削副齿组件的PDC钻头，包括钻头本体（1）、长刀翼（2）、短刀翼（3）、齿柱（4）和保径齿（5），其特征在于：所述长刀翼（2）设置有三组，所述短刀翼（3）设置有两组，所述长刀翼（2）和短刀翼（3）在钻头本体（1）上沿顺时针方向按长刀翼（2）、短刀翼（3）、长刀翼（2）、长刀翼（2）、短刀翼（3）的顺序依次固定，所述齿柱（4）设置有多组，多组所述齿柱（4）在长刀翼（2）和短刀翼（3）上沿切削方向焊接固定，所述保径齿（5）设置有多组，多组所述保径齿（5）均固定连接在长刀翼（2）和短刀翼（3）侧壁上，所述钻头本体（1）顶部开有七组带有螺纹的出液孔，所述钻头本体（1）底部开有阶梯式圆槽（6），所述钻头本体（1）上还设置有切削副齿组件（7）、固定调节机构（8）和连接件（9）；所述切削副齿组件（7）包括固定盘（10）和固定柱（11），所述固定柱（11）设置有八组，八组所述固定柱（11）均固定连接在固定盘（10）顶部，所述固定盘（10）底部中心开有螺纹槽。2.根据权利要求1所述的一种具有可伸缩的切削副齿组件的PDC钻头，其特征在于：所述切削副齿组件（7）还包括齿筒（12）和转动柱（13），所述长刀翼（2）与短刀翼（3）顶部均开有贯通钻头本体（1）的活动槽，所述长刀翼（2）顶部活动槽数量为两组，所述短刀翼（3）顶部活动槽数量为一组，八组所述固定柱（11）在固定盘（10）顶部位置分别与各组活动槽位置正对，所述齿筒（12）和转动柱（13）均设置有八组，八组所述转动柱（13）分别与八组齿筒（12）转动连接并且贯穿齿筒（12），八组所述齿筒（12）分别固定连接在八组固定柱（11）顶部的弧形凹槽内，八组所述固定柱（11）分别插入对应的活动槽中，所述转动柱（13）与齿柱（4）顺切削方向的一侧均固定连接有聚晶金刚石复合片（14）。3.根据权利要求1所述的一种具有可伸缩的切削副齿组件的PDC钻头，其特征在于：所述固定调节机构（8）包括密封盘（15）、密封圈（16）、垫圈（17）、导流管（18）和调节柱（19），所述密封圈（16）设置在阶梯式圆槽（6）梯台处，所述密封圈（16）位于固定盘（10）下方，所述密封盘（15）位于密封圈（16）下方，所述固定盘（10）以及密封盘（15）上与钻头本体（1）的出液孔位置对应处均开有开孔，所述密封盘（15）的开孔底部开有密封槽，所述导流管（18）与调节柱（19）顶部攻有外螺纹，所述导流管（18）和垫圈（17）均设置有七组，七组所述垫圈（17）分别与七组导流管（18）固定连接，七组所述导流管（18）分别穿过固定盘（10）和密封盘（15）上位置对应的各组开孔并且与相应的出液孔螺纹连接，所述垫圈（17）紧抵密封槽，所述密封盘（15）紧抵密封圈（16），所述调节柱（19）转动连...
【专利技术属性】
技术研发人员：王英明，巴德军，赵志刚，
申请(专利权)人：山东金锐石油装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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