一种部分刀翼可动的PDC钻头制造技术

本发明专利技术公开了一种部分刀翼可动的PDC钻头，包括钻头本体、固定刀翼、可动刀翼、动力转换机构以及传动机构；动力转换机构可采用叶轮驱动式、螺杆马达驱动式或电机驱动式机构；传动机构包括凸轮杆、推杆、弹簧、转动销轴以及固定销轴，钻头体上设置有固定刀翼及可动刀翼，每个刀翼上均设置有PDC齿，且各个可动刀翼能在传动机构的作用下实现周期性伸缩运动，同时与旋转切削运动相叠加得组合运动。该组合运动下刀翼上的PDC齿的切削路径将不再是圆形轨迹而是周期性非圆轨迹，能高效破碎固定刀翼上的PDC齿切削后产生的岩脊。此专利能提高钻头钻进速度与破岩效率，增强钻头钻进稳定性，延长固定刀翼上PDC齿的使用寿命，从而提升钻头的综合性能。综合性能。综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种部分刀翼可动的PDC钻头


本专利技术涉及钻井工具领域，特别涉及一种部分刀翼可动的PDC钻头，适用于深井、超深井的复杂难钻岩层。

技术介绍

近年来，随着油气资源勘探开发技术的进步以及世界各国对能源需求量的不断增加，勘探领域面临更多深层、超深层油气井。常规钻头在面临深井、超深井和深部复杂难钻岩层(例如高硬度、高塑性致密、严重不均质等地层)时存在适应性差、钻进速率慢等问题，致使钻井效率大大降低，从而提高了整个钻井成本。目前在钻井井下工具的选择中，PDC钻头由于其高耐磨性且运动部件少等特点而被广泛使用。PDC钻头依靠聚金金刚石复合片(简称PDC齿)来剪切破碎岩石，在软至中硬地层的应用中，破岩效率和机械钻速优势都很突出；并且随着聚金金刚石复合片的发展，PDC钻头在钻井工程中的使用比例越来越高。但是，PDC钻头仍存在以下几个缺点：1)当岩石的强度、硬度较高时，PDC齿难以吃入岩石以形成有效的切削效果，特别是磨损后的PDC齿更难吃入岩石，钻头的机械钻速会急剧下降。2)PDC齿在持续切削岩石过程中与岩石摩擦后产生大量热量，致使PDC齿齿根位置的温度迅速升高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种部分刀翼可动的PDC钻头，包括钻头体(1)、固定刀翼(2)、可动刀翼(3)、传动机构(4)和动力转换机构(5)，其特征在于：所述固定刀翼(2)与可动刀翼(3)上均设置有PDC齿(21)，所述可动刀翼(3)分布于钻头体(1)上，动力转换机构(5)通过所述传动机构(4)驱动可动刀翼(3)实现周期性径向伸缩运动，使得可动刀翼(3)上的PDC齿形成周期性非圆形切削运动轨迹。2.如权利要求1所述的一种部分刀翼可动的PDC钻头，其特征在于：所述可动刀翼(3)可设置为多个，均匀布置在钻头体(1)上，所述可动刀翼(3)能实现周期性伸缩运动，使得可动刀翼(3)上的PDC齿同时存在旋转切削运动和径向伸缩运动，叠加形成周期性非圆形运动轨迹；该可动刀翼(3)的非圆形轨迹与原固定刀翼(2)的圆形轨迹叠加后对岩石形成交叉切削。3.如权利要求1所述的一种部分刀翼可动的PDC钻头，其特征在于：所述动力转换机构(5)可采用单极或多级叶轮驱动式、螺杆马达驱动式以及电机驱动式机构，以实现传动机构(4)的旋转运动。4.如权利要求1所述的一种部分刀翼可动的PDC钻头，其特征在于：所述可动刀翼(3)的动力来源于钻井液；所述动力转换机构可采用叶轮式结构设计，钻井液流经导轮(51)冲击叶轮(55)转动，叶轮(55)与凸轮杆(41)间采用螺纹联接将动力传递到传动机构，驱动凸轮杆(41)的凸轮实现周期性转动，凸轮与推杆(42)相啮合，推杆(42)在凸轮和弹簧(43)共同作用...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡灿，张沛，杨迎新，何文，杨显鹏，谭政博，蒲治成，高超，王官平，
申请(专利权)人：成都为一石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：