CN106014264B - 缩短型pdc钻头及其装卸器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种缩短型PDC钻头及其装卸器。缩短型PDC钻头包括：冠体(11)，冠体(11)上设置有多个刀翼(12)，在两个刀翼(12)之间设置有装卸槽(14)，装卸槽(14)从冠体(11)的上表面边缘向内凹陷，包括相对的拆卸侧面(21)和安装侧面(22)，且装卸槽(14)为不对称槽，拆卸侧面(21)的长度s1大于安装侧面(22)的长度s2；螺纹连接部(13)，螺纹连接部(13)连接于冠体(11)的下方，且外周设有螺纹。该缩短型PDC钻头去除了传统PDC钻头的钻头柄部分，从而大大缩短了PDC钻头的整体长度。

Description

缩短型PDC钻头及其装卸器
技术领域
本发明涉及钻头及其装卸工具，特别涉及一种缩短型PDC(PolycrystallineDiamond Compact，聚晶金刚石复合片)钻头及用于该钻头的装卸器。
背景技术
在石油钻井过程中，钻头的性能往往直接影响钻井质量、钻井效率和钻井成本。随着石油钻井技术的发展，油井也逐渐朝多样化发展。在打水平井、定向井的时候，造斜是必不可少的，这就需要采取一系列措施以利于钻井造斜。常规钻头在钻头冠体与螺纹连接之间有一段100至200毫米的钻头柄，钻头柄的作用是可进行开槽从而进行钻头的安装。图1显示现有技术的常规钻头示意图，其包括冠体1、螺纹连接部3和设置于冠体1和螺纹连接部3之间的钻头柄2，钻头柄2上设置有装卸槽4。钻头越长，越不利于钻井时的造斜。此外，长柄钻头在应用扭力冲击器时也不利于冲击力的传导。
发明内容
本发明的目的是提供一种缩短型PDC钻头，其缩短了钻头的整体长度，利于在钻井过程中控制井眼轨迹，此外，在配合扭力冲击器使用时便于力的传导。本发明还提供一种与所述缩短型PDC钻头配套使用的PDC钻头装卸器，以便于所述缩短型PDC钻头的装卸。
本发明的一方面提供一种缩短型PDC钻头，包括：
冠体，所述冠体上设置有多个刀翼，在两个刀翼之间设置有装卸槽，所述装卸槽从所述冠体的上表面边缘向内凹陷，包括相对的拆卸侧面和安装侧面，且所述装卸槽为不对称槽，所述拆卸侧面的长度s1大于所述安装侧面的长度s2；
螺纹连接部，所述螺纹连接部连接于所述冠体的下方，且外周设有螺纹。
优选地，在所述冠体的上表面边缘、与所述装卸槽相对的位置设置有平衡槽。
优选地，所述冠体与所述螺纹连接部通过整体成型制造。
优选地，所述装卸槽的边缘设置有倒角。
本发明的另一方面提供一种缩短型PDC钻头装卸器，包括：
基板，所述基板上设置有圆孔，所述圆孔的内侧相对设置装卸凸起和平衡凸起；
拉手，所述拉手设置于所述基板上。
优选地，所述拉手包括相对于所述圆孔相对设置的一对拉手。
优选地，所述装卸凸起为与所述装卸槽的形状相适应的不对称凸起，所述平衡凸起为梯形。
与现有技术相比，本发明的缩短型PDC钻头去除了传统PDC钻头的钻头柄部分，从而大大缩短了PDC钻头的整体长度，而且使得钻头体与螺纹连接部分可以一体化整体加工。此外，本发明的缩短型PDC钻头装卸器可以解决该缩短型PDC钻头的装卸问题。
附图说明
通过结合附图对示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。
图1示出了现有技术的常规钻头示意图；
图2示出了根据示例性实施例的缩短型PDC钻头的示意图；
图3示出了根据示例性实施例的缩短型PDC钻头的俯视图；
图4示出了根据优选实施例的缩短型PDC钻头的俯视图；
图5示出了根据示例性实施例的缩短型PDC钻头装卸器的主视图；
图6示出了根据示例性实施例的缩短型PDC钻头装卸器的剖视图；
图7示出了根据示例性实施例的缩短型PDC钻头装卸器与缩短型PDC钻头配合使用的俯视图；
图8示出了根据示例性实施例的缩短型PDC钻头装卸器与缩短型PDC钻头配合使用的侧视图。
主要附图标记说明：
1-冠体，2-钻头柄，3-螺纹连接部，4-装卸槽；
11-冠体，12-刀翼，13-螺纹连接部，14-装卸槽，15-平衡槽，16-基板，17-圆孔，18-装卸凸起，19-平衡凸起，20-拉手，21-拆卸侧面，22-安装侧面，23-倒角。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图2和图3分别示出了根据示例性实施例的缩短型PDC钻头的示意图和俯视图。根据示例性实施例的缩短型PDC钻头包括冠体11和螺纹连接部13。
缩短型PDC钻头的上部为冠体11，冠体11一般由钢材料制成并且表面敷焊耐磨层。冠体11上设置有多个刀翼12，通常情况下，在冠体11上均匀设置4-6片刀翼，在每片刀翼上设置多个切削齿。在两个刀翼12之间设置有装卸槽14，装卸槽14从冠体11的上表面边缘向内凹陷，包括相对的拆卸侧面21和安装侧面22，且装卸槽14为不对称槽，拆卸侧面21的长度s1大于安装侧面22的长度s2。
螺纹连接部13连接于冠体11的下方，且外周设有螺纹。螺纹连接部13通过外周螺纹与钻杆连接。
根据示例性实施例的缩短型PDC钻头去除了常规PDC钻头的钻头柄部分，从而大大缩短了钻头的整体长度，在使用根据示例性实施例的缩短型PDC钻头进行钻井的过程中，更利于控制井眼轨迹，而且在配合扭力冲击器使用时更便于力的传导。此外，由于去除了钻头柄部分，使得钻头体与螺纹连接部分可以一体化整体加工，提高了生产效率，降低了生产成本。
此外，在两个刀翼12之间设置装卸槽14是为了便于装卸PDC钻头，其中装卸槽14的拆卸侧面21是在拆卸PDC钻头时与装卸工具相接触的侧面，装卸槽14的安装侧面22是在安装PDC钻头时与装卸工具相接触的侧面。拆卸侧面21和安装侧面22的确定是由螺纹连接部13的螺纹旋向确定的，在实际应用时本领域技术人员可以根据螺纹旋向确定装卸槽14的哪一个侧面是拆卸侧面21，哪一个侧面是安装侧面22。
由于拆卸和安装缩短型PDC钻头时所需的扭矩不同，拆卸时所需扭矩较大，安装时所需扭矩较小，因此将装卸槽14设置为不对称槽，使得拆卸侧面21的长度s1大于安装侧面22的长度s2，能够保证拆卸缩短型PDC钻头时装卸槽与装卸工具的接触面较大，从而获得较大的拆卸扭矩。。
作为优选方案，在冠体11的上表面边缘、与装卸槽14相对的位置设置有平衡槽15。设置平衡槽15可使钻头在装卸时更易保持平衡。
作为优选方案，冠体11与螺纹连接部13通过整体成型制造。常规钢体钻头的加工是先通过五轴数控加工中心铣加工钻头冠体，螺纹连接部和钻头柄由数控车床车制而成，最后将两件焊接在一起。常规钻头不宜采用整体成型的原因是钻头尺寸太长，对于数控加工中心要求非常高，同时加工精度也难以确保。根据示例性实施例的缩短型PDC钻头去掉钻头柄，钻头整体长度降低，这为整体成型创造了有利条件，只需要在五轴数控加工时在钻头冠体留有螺纹连接的长度即可，在五轴数控加工中心完成加工后，再在车床上车制螺纹即可。
作为优选方案，装卸槽14的边缘设置有倒角23(见图4)，以利于钻井时排出泥浆。
图5和图6分别示出了根据示例性实施例的缩短型PDC钻头装卸器的主视图和剖视图。根据示例性实施例的缩短型PDC钻头装卸器用于装卸根据示例性实施例的缩短型PDC钻头，其包括基板16和设置于基板上的拉手20。基板16上设置有圆孔17，圆孔17的内侧相对设置装卸凸起18和平衡凸起19。
当需要安装根据示例性实施例的缩短型PDC钻头时，首先将钻头倒置放在装卸器上，使得装卸凸起18处于装卸槽14中，平衡凸起19处于平衡槽15中(见图7和图8)；然后利用液压大钳正向转动螺杆钻具传动轴或扭力冲击器等工具，使钻头的螺纹连接部13与螺杆钻具传动轴或扭力冲击器等工具旋紧。在安装钻头的过程中，装卸凸起18的侧面与装卸槽14的安装侧面22接触，从而提供安装所需的扭矩。拆卸钻头的过程与此类似，只是反向转动螺杆钻具传动轴或扭力冲击器等工具。在拆卸钻头的过程中，装卸凸起18的侧面与装卸槽14的拆卸侧面21接触，从而提供拆卸所需的扭矩。
作为优选方案，拉手包括相对于圆孔17相对设置的一对拉手，从而便于抬起装卸器。
作为优选方案，装卸凸起18为与装卸槽14的形状相适应的不对称凸起。装卸凸起18也包括相对的拆卸侧面和安装侧面，而且拆卸侧面的长度大于安装侧面的长度。其中，装卸凸起18的拆卸侧面是在拆卸PDC钻头时与装卸槽14的拆卸侧面相接触的侧面，装卸凸起18的安装侧面是在安装PDC钻头时与装卸槽14的安装侧面相接触的侧面。作为优选方案，平衡凸起19为梯形，从而便于与装卸槽14和平衡槽15相配合。
上述技术方案只是本发明的一种实施例，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开的原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施例的描述，因此前面的描述只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (5)

1.一种缩短型PDC钻头，包括：
冠体(11)，所述冠体(11)上设置有多个刀翼(12)，在两个刀翼(12)之间设置有装卸槽(14)，所述装卸槽(14)从所述冠体(11)的上表面边缘向内凹陷，包括相对的拆卸侧面(21)和安装侧面(22)，且所述装卸槽(14)为不对称槽，所述拆卸侧面(21)的长度s1大于所述安装侧面(22)的长度s2；
螺纹连接部(13)，所述螺纹连接部(13)连接于所述冠体(11)的下方，且外周设有螺纹；
其中在所述冠体(11)的上表面边缘、与所述装卸槽(14)相对的位置设置有平衡槽(15)。
2.根据权利要求1所述的缩短型PDC钻头，其中所述冠体(11)与所述螺纹连接部(13)通过整体成型制造。
3.根据权利要求1所述的缩短型PDC钻头，其中所述装卸槽(14)的边缘设置有倒角(23)。
4.一种缩短型PDC钻头装卸器，用于装卸根据权利要求1-3中任一项所述的缩短型PDC钻头，所述缩短型PDC钻头装卸器包括：
基板(16)，所述基板(16)上设置有圆孔(17)，所述圆孔(17)的内侧相对设置装卸凸起(18)和平衡凸起(19)；
拉手(20)，所述拉手(20)设置于所述基板上；
其中所述装卸凸起(18)为与所述装卸槽(14)的形状相适应的不对称凸起，所述平衡凸起(19)为梯形。
5.根据权利要求4所述的缩短型PDC钻头装卸器，其中所述拉手包括相对于所述圆孔(17)相对设置的一对拉手。
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