一种能主动适应岩性变化的PDC钻头制造技术

本发明专利技术公开了一种能主动适应岩性变化的PDC钻头，包括钻头基体、若干个自适应齿和若干个固定齿，若干个自适应齿和若干个固定齿依次交错分布在钻头基体上端，钻头基体上端设置有用于装配自适应齿的槽键结构和用于装配弹簧塞及弹性元件的弹簧孔，自适应齿包括自适应胎体、第一PDC齿、第一螺栓、第二螺栓、限位块、弹簧塞和弹性元件，自适应胎体通过槽键结构限位连接在钻头基体上端，第一PDC齿固定设置在自适应胎体上端，第一螺栓螺纹连接在自适应胎体上端，弹性元件与弹簧塞设置在弹簧孔中，弹性元件位于弹簧塞下方并与其接触；第一螺栓下端抵触在弹簧塞上端，限位块通过第二螺栓设置在自适应胎体上，固定齿上部固定设置有第二PDC齿。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钻探、钻井领域的自适应钻头，特别涉及一种能主动适应岩性变化的pdc钻头。

技术介绍

1、聚晶金刚石复合片钻头（简称pdc钻头）起源于20世纪70年代，是一种结合了金刚石硬度与硬质合金基体韧性的先进钻探工具，特别适用于地质勘探、石油天然气开采等领域。但pdc钻头切削齿的一种钻进角度仅适用一种力学性能的岩石，当钻进岩石硬度变化大的地层时，钻头钻进效率明显降低，寿命也会大幅减少。此外，pdc钻头切削齿的后倾角对钻速和钻头寿命具有较大的影响，角度越小，pdc齿的效率越高。切削软地层时，角度越小越有利于机械钻速的发挥，同时软岩硬度低，对切削齿造成的损伤有限；钻进硬地层时，后倾角适当增大，有利于减小岩石冲击碎片造成的伤害，增加钻头寿命。

2、已有部分专利对钻头适应性做了改进研究，如名称为“交变前倾角的pdc钻头”（专利号：202411184163.x）的专利技术专利，通过沿钻头半径方向排布的前倾角交错变化的pdc齿，来提高钻头对复杂地层的适应性，其对岩石侵入能力高于常规pdc钻头，钻头上设置的pdc齿的前倾角交错变化，形成了一种有效的限吃本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种能主动适应岩性变化的PDC钻头，其特征在于：包括钻头基体（1）、若干个自适应齿（2）和若干个固定齿（3），若干个自适应齿（2）和若干个固定齿（3）依次交错分布在钻头基体（1）上端；

2.根据权利要求1所述的一种能主动适应岩性变化的PDC钻头，其特征在于：在切削岩石时，所述自适应齿（2）后倾角α在0°～ 18°范围内变化，初始后倾角为0°～ 10°；所述固定齿（3）后倾角β固定设置为20°。

3.根据权利要求1所述的一种能主动适应岩性变化的PDC钻头，其特征在于：自适应齿（2）和固定齿（3）为聚晶金刚石复合片，弹性元件（27）为弹簧，通过弹簧的压缩给弹簧塞（...

【技术特征摘要】

1.一种能主动适应岩性变化的pdc钻头，其特征在于：包括钻头基体（1）、若干个自适应齿（2）和若干个固定齿（3），若干个自适应齿（2）和若干个固定齿（3）依次交错分布在钻头基体（1）上端；

2.根据权利要求1所述的一种能主动适应岩性变化的pdc钻头，其特征在于：在切削岩石时，所述自适应齿（2）后倾角α在0°～ 18°范围内变化，初始后倾角为0°～ 10°；所述固定齿（3）后倾角β固定设置为20°。

3.根据权利要求1所述的一种能主动适应岩性变化的pdc钻头，其特征在于：自适应齿（2）和固定齿（3）为聚晶金刚石复合片，弹性元件（27）为弹簧，通过弹簧的压缩给弹簧塞（26）和自适应胎体（21）的位移创造条件，从而改变自适应齿（2）的后倾角。

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【专利技术属性】
技术研发人员：赵研，廖国锐，高科，郭京坤，谢晓波，高军辉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：