一种带磨损监测功能的PDC钻头制造技术

一种带磨损监测功能的PDC钻头，包括钻头本体，在钻头本体上设置有多个刀翼和喷嘴，所述刀翼包括冠部和保径部，在所述冠部和保径部上均设置有切削齿，在冠部和保径部上同时安装有多个磨损监测装置，在所述磨损监测装置的腔体内封装有染色液体，所有的磨损监测装置的安装高度均低于切削齿的出刃高度，各个磨损监测装置的安装高度各不相等，在各个磨损监测装置内的染色液体具有不同的颜色或特性。本发明专利技术结构简单，染色液体易于监测，可以为起钻时机提供准确参考，避免钻头报废，同时因为各个磨损监测装置的安装高度各不相同，且腔体内封装的染色液体具有不同的颜色或特性，所以还能直接判断出钻头的磨损部位及切削齿的磨损程度。判断出钻头的磨损部位及切削齿的磨损程度。判断出钻头的磨损部位及切削齿的磨损程度。

【技术实现步骤摘要】
一种带磨损监测功能的PDC钻头


[0001]本专利技术涉及石油钻井设备
，尤其涉及一种带磨损监测功能的PDC钻头。

技术介绍

[0002]PDC钻头是聚晶金刚石复合片钻头的简称，是地质钻探行业常用的一种钻井工具。目前PDC钻头已被广泛应用于地质勘探和油气钻井中，在石油钻井中，采用PDC钻头进行钻探时，由于钻头处于井下，一般只能根据机械钻速、扭矩、泵压的变化和临井对比判断钻头的磨损情况，但这种依靠经验判断钻头磨损情况作出的起钻决定时机上往往不够准确，起钻时机过早或过晚。起钻过早，此时钻头尚未磨损失效，造成多趟钻增加钻井周期成本；起钻过晚，易造成刀翼环切、钻头掏心或保径磨小等导致的钻头报废，并有进一步引发井下复杂情况的风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出基于一种带磨损监测功能的PDC钻头。
[0004]一种带磨损监测功能的PDC钻头，包括钻头本体，在所述钻头本体的底部连接有接头，在钻头本体上设置有多个刀翼和喷嘴，所述喷嘴与钻头本体的中心流道贯通，所述刀翼包括冠部和保径部，在所述冠部和保径部上均设置有切削齿，在冠部和保径部上同时安装有多个磨损监测装置，在所述磨损监测装置的腔体内封装有染色液体，所有的磨损监测装置的安装高度均低于切削齿的出刃高度，各个磨损监测装置的安装高度各不相等，在各个磨损监测装置内的染色液体具有不同的颜色或特性。
[0005]进一步地，所述磨损监测装置分为活塞式结构和压力补偿式结构。
[0006]进一步地，所述活塞式结构的磨损监测装置包括腔体、活塞、弹性挡圈和O型密封圈，在所述腔体内封装有染色液体，所述活塞的一侧与染色液体接触，另一侧与钻头本体的中心流道连通。
[0007]进一步地，所述压力补偿式结构的磨损监测装置包括腔体、弹性挡圈、弹性储囊、压盖、压力补偿孔、储囊安装孔，在所述腔体内封装有染色液体，所述弹性储囊的一侧与染色液体接触，另一侧与环空连通。
[0008]进一步地，所有的磨损监测装置安装在任意一个刀翼的冠部和保径部上。
[0009]进一步地，在所述冠部和保径部上的多个磨损监测装置可以安装在同一个刀翼也可以是不同刀翼上。
[0010]进一步地，在所述保径部没有设置切削齿的保径面上，磨损监测装置的安装高度低于保径面。
[0011]本专利技术的有益效果：本专利技术结构简单，染色液体易于监测，可以为起钻时机提供准确参考，避免钻头报废，磨损监测装置可以根据钻头的布齿结构，调整在刀翼上的安装位置，同时因为各个磨损监测装置的安装高度各不相同，且腔体内封装的染色液体具有不同的颜色或特性，所以还能直接判断出钻头的磨损部位及切削齿的磨损程度。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的俯视图；图3是本专利技术中磨损监测装置与切削齿存在相对位置高差的示意图；图4是本专利技术为活塞式结构磨损监测装置的剖视图；图5是本专利技术为压力补偿式结构磨损监测装置的剖视图；图6是图4中活塞式结构的示意图；图7是图5中序号A的局部放大图；图8是本专利技术中磨损监测装置在保径面上的安装示意图。
[0013]示例图中：1
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接头，2
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钻头本体，3
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刀翼，4
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喷嘴，5
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切削齿，6
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磨损监测装置，7
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保径面，8
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保径部，9
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冠部，10
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中心流道，11
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环空，12
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活塞，13
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弹性挡圈，14
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O型密封圈，15
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储囊安装孔，16
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弹性储囊，17
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压盖，18
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压力补偿孔，601
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腔体，602
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染色液体。
具体实施方式
[0014]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。
[0015]实施例1如图1
‑
3所示，本专利技术提供一种带磨损监测功能的PDC钻头，包括钻头本体2，在所述钻头本体2的底部连接有接头1，在钻头本体2上设置有多个刀翼3和喷嘴4，所述喷嘴4与钻头本体2的中心流道10贯通，所述刀翼3包括冠部9和保径部8，在所述冠部9和保径部8上均设置有切削齿5，在冠部9和保径部8上同时安装有多个磨损监测装置6，在所述磨损监测装置6的腔体601内封装有染色液体602，所有的磨损监测装置6的安装高度均低于切削齿5的出刃高度，各个磨损监测装置6的安装高度各不相等，在各个磨损监测装置6内的染色液体602具有不同的颜色或特性。
[0016]本实施例中，所述磨损监测装置6分为活塞式结构和压力补偿式结构。
[0017]进一步地，所述活塞式结构的磨损监测装置包括腔体601、活塞12、弹性挡圈13和O型密封圈14，在所述腔体601内封装有染色液体602，所述活塞12的一侧与染色液体602接触，另一侧与钻头本体2的中心流道10连通。
[0018]进一步地，所述压力补偿式结构的磨损监测装置包括腔体601、弹性挡圈13、弹性储囊16、压盖17、压力补偿孔18、储囊安装孔19，在所述腔体601内封装有染色液体602，所述弹性储囊16的一侧与染色液体602接触，另一侧与环空11连通。
[0019]本实施例中，所有的磨损监测装置6安装在任意一个刀翼3的冠部9和保径部8上。
[0020]本实施例中，在所述冠部9和保径部8上的多个磨损监测装置6可以安装在同一个刀翼3也可以是不同刀翼3上。
[0021]本实施例中，在所述保径部8没有设置切削齿5的保径面7上，磨损监测装置6的安装高度低于保径面7。
[0022]本专利技术的工作原理：接头1与外部的钻机驱动机构连接后深入井内，分布于钻头本体2的刀翼3上的切削齿5位于下端进行钻井作业，经过中心流道10的钻井液自喷嘴4内喷出，对钻头进行清洗和降温并携带切削齿5切下的岩屑自环空11返出井口，安装在刀翼3上
的磨损监测装置6的安装高度低于切削齿5的出刃高度，所以磨损监测装置6的腔体601会随着切削齿5的磨损发生一定程度磨损，随着磨损加剧最终使磨损监测装置6中的腔体601被破坏，腔体601内封装的染色液体602就会随着钻井液进入环空11，返出至井口，从而实现准确判断钻头出现磨损过度的情况，并且，因为各个磨损监测装置6的安装高度各不相等，设置在各个磨损监测装置6内的染色液体602具有不同的颜色或特性，所以可以根据在井口监测到上返的染色液体602的颜色或特性判断切削齿5的磨损部位和磨损程度。
[0023]本专利技术的有益效果：本专利技术结构简单，染色液体易于监测，可以为起钻时机提供准确参考，避免钻头报废，磨损监测装置可以根据钻头的布齿结构，调整在刀翼上的安装位置，同时因为各个磨损监测装置的安装高度各不相同，且腔体内封装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带磨损监测功能的PDC钻头，包括钻头本体（2），在所述钻头本体（2）的底部连接有接头（1），其特征在于，在钻头本体（2）上设置有多个刀翼（3）和喷嘴（4），所述喷嘴（4）与钻头本体（2）的中心流道（10）贯通，所述刀翼（3）包括冠部（9）和保径部（8），在所述冠部（9）和保径部（8）上均设置有切削齿（5），在冠部（9）和保径部（8）上同时安装有多个磨损监测装置（6），在所述磨损监测装置（6）的腔体（601）内封装有染色液体（602），所有的磨损监测装置（6）的安装高度均低于切削齿（5）的出刃高度，各个磨损监测装置（6）的安装高度各不相等，在各个磨损监测装置（6）内的染色液体（602）具有不同的颜色或特性。2.根据权利要求1所述的一种带磨损监测功能的PDC钻头，其特征在于，所述磨损监测装置（6）分为活塞式结构和压力补偿式结构。3.根据权利要求2所述的一种带磨损监测功能的PDC钻头，其特征在于，所述活塞式结构的磨损监测装置包括腔体（601）、活塞（12）、弹性挡圈（13）和O型密封圈（14），在所述腔体（601）内封装有染色液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成亮，杜起浪，
申请(专利权)人：成都迪普金刚石钻头有限责任公司，
类型：发明
国别省市：