CN106089092A - 一种可调节钻头本体尺寸的钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻井技术领域，具体涉及一种可调节钻头本体尺寸的钻头。所述钻头包括在其纵轴线周围延伸出的钻头柄体，所述钻头柄体一端为钻头本体，另一端为冲击面；所述钻头本体上设置有三个活动的钻头叶片及固定圆台，三个所述钻头叶片围绕所述固定圆台设置；所述钻头叶片通过伸缩组件连接所述固定圆台；所述伸缩组件包括设置在钻头叶片内部的转动凹腔、设置在固定圆台内部的转动柱，所述转动柱一端置于转动凹腔内部，另一端通过圆台轴承固定在固定圆台内部，并该端与液压电机连接。本发明的有益效果为：可实现在钻头本体上将钻头叶片进行伸缩，从而扩大钻头的旋转钻孔直径，并且本发明提供的伸缩结构稳定，并能够保证稳定的冲击力。
Description
技术领域
本发明涉及钻井技术领域，具体涉及一种可调节钻头本体尺寸的钻头。
背景技术
钻头是石油天然气和地质勘探、钻井行业的必备工具，随着材料技术的不断发展，PDC钻头被广泛应用于油气井钻井中，常规PDC钻头的设计是在固定刀上布置切削齿的方法，这种钻头设计结构简便、制造方便，成本较低，在软到中硬度的地层中具有机械钻速快、使用寿命长的优点。
但适用性的范围较窄，结构单一，对不同尺寸的钻孔任务时，需要进行更换不同直径尺寸的钻头。
发明内容
为了有效解决上述问题，本发明提供一种可稳定伸展，进行自身调节钻头打孔尺寸的钻头。
本发明的技术方案具体如下：一种钻头，所述钻头包括在其纵轴线周围延伸出的钻头柄体，所述钻头柄体一端为钻头本体，另一端为冲击面；
所述钻头本体上设置有三个活动的钻头叶片及固定圆台，三个所述钻头叶片围绕所述固定圆台设置。
进一步地，所述钻头叶片通过伸缩组件连接所述固定圆台；
所述伸缩组件包括设置在钻头叶片内部的转动凹腔、设置在固定圆台内部的转动柱，所述转动柱一端置于转动凹腔内部，另一端通过圆台轴承固定在固定圆台内部，并该端与液压电机连接。
进一步地，所述转动柱具有外齿，所述转动凹腔具有与外齿相互配合使用的内齿，通过外齿转动实现推动或收缩内齿。
进一步地，所述转动凹腔具有延伸出钻头叶片柱状体的延伸端，该延伸端容置于所述固定圆台的腔体内，该腔体纵向中心同时容置所述转动柱；
所述转动凹腔的一侧设置有滑动轨道组件的滑动凸台，所述固定圆台在对应滑动凸台处延伸出与滑动凸台相互配合使用的滑动凹槽，所述滑动凸台与所述滑动凹槽构成滑动轨道组件；
所述滑动凸台的截面形状为梯形状，并长度较长的底侧面面向所述滑动凹槽内侧，所述滑动凹槽内部设置有润滑液。
进一步地，在所述转动凹腔与固定圆台的连接处、转动凹腔的周侧均设置密封圈；在所述转动凹腔的内部设置润滑液。
进一步地，所述三个钻头叶片均匀绕置固定圆台设置，并所述三个钻头叶片之间分别形成凹陷，在凹陷内设置流动通道，所述流动通道沿着钻头本体径向延伸；
所述钻头本体还包括一中央通道，所述中央通道可供钻井液通过，并所述中央通道一端口设置在所述固定圆台上。
进一步地，在所述钻头叶片上设置有旋转切割刀及轴向刀，并所述旋转切割刀都有一条与之相关的流动通道，并该流动通道相反于旋转方向上、及在成排设置的旋转切割刀的前侧面，并在所述旋转切割刀的后侧面设置轴向刀；
所述旋转切割刀在旋转反向上沿着钻头叶片边侧成排设置，并在距离固定圆台最近的旋转切割刀的设置方向与同一钻头叶片上的其他旋转切割刀呈45°夹角；
所述固定圆台上设置有圆台切割刀，所述圆台切割刀数量为三个，并分别对应三个所述钻头叶片，所述圆台切割刀的设置方向与钻头叶片上的非临近固定圆台的旋转切割刀的设置方向一致；并所述圆台切割刀的底面圆形尺寸直径大于所述旋转切割刀的底面圆形尺寸直径。
进一步地，所述圆台切割刀的底面圆形尺寸直径与所述旋转切割刀的底面圆形尺寸直径比例为4-5：2-3。
进一步地，在所述钻头柄体的周侧纵向延伸出旋转凹槽，所述旋转凹槽用于旋转地连接钻柱与钻头柄体。
本发明的有益效果为：可实现在钻头本体上将钻头叶片进行伸缩，从而扩大钻头的旋转钻孔直径，并且本发明提供的伸缩结构稳定，并能够保证稳定的冲击力。
附图说明
图1为本发明提供的钻头结构立体示意图；
图2为本发明提供的钻头结构的另一立体示意图；
图3为本发明提供的钻头本体结构示意图；
图4为本发明提供的钻头伸缩结构截面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
如图1及图2所示为本发明第一实施例提供的可调节钻头本体尺寸的钻头，该钻头包括在其纵轴线周围延伸出的钻头柄体1，所述钻头柄体1适合在钻柱内侧与之配合，钻头柄体1的后端连接承受冲击锤冲击的冲击面2，所述冲击锤可以为往复式活塞锤(附图中未示出)，在所述钻头柄体1的周侧纵向延伸出旋转凹槽4，所述旋转凹槽4用于旋转地连接钻柱与钻头柄体1，实现钻头可以接受轴向的冲击，又可实现使得钻头柄体绕中央轴线旋转的方式进行运动。
如图3所示，所述钻头柄体1整体为圆柱形，其一端为冲击面2，钻头柄体1的另一端为本发明所提供的可自行调整钻径的钻头本体3，所述钻头本体3上设置有三个活动的钻头叶片31及固定圆台32，三个所述钻头叶片31围绕所述固定圆台32设置，并具体提现为均匀绕置固定圆台32设置，并所述三个钻头叶片31之间分别形成凹陷，在凹陷内设置流动通道33，所述流动通道33沿着钻头本体3径向延伸。
所述钻头本体3还包括一中央通道34，所述中央通道34可供钻井液通过，并所述中央通道一端口设置在所述固定圆台32上，在所述钻头叶片31上设置有旋转切割刀311及轴向刀312，并所述旋转切割刀311都有一条与之相关的流动通道，并该流动通道相反于旋转方向上在成排设置的旋转切割刀311的前侧面，并在所述旋转切割刀311的后侧面设置轴向刀312，本发明所提出的旋转切割刀311在旋转反向上、及沿着钻头叶片31边侧成排设置，并在距离固定圆台32最近的旋转切割刀311的设置方向与同一钻头叶片31上的其他旋转切割刀311呈45°夹角；
所述固定圆台32上设置有圆台切割刀321，所述圆台切割刀321数量为三个，并分别对应三个所述钻头叶片31，所述圆台切割刀321的设置方向与钻头叶片31上的非临近固定圆台32的旋转切割刀311的设置方向一致；并所述圆台切割刀321的底面圆形尺寸直径大于所述旋转切割刀311的底面圆形尺寸直径；
在本发明的另一实施例中，所述圆台切割刀321的底面圆形尺寸直径与所述旋转切割刀311的底面圆形尺寸直径比例为4-5：2-3，在上述比例下，能够实现钻头叶片31的最大伸缩长度，并该伸缩长度为整体钻头本体3半径的四分之一，保证能够稳定实现钻头功能。
所述旋转切割刀311后侧面的轴向刀312可均匀设置或不均匀设置。
如图4所示，本发明提供的所述钻头叶片31可实现伸缩，具体为通过伸缩组件实现伸缩，所述伸缩组件包括设置在钻头叶片31内部的转动凹腔313、设置在固定圆台32内部的转动柱322，所述转动柱322一端置于转动凹腔313内部，另一端通过圆台轴承323固定在固定圆台32内部，并该端连接与液压电机，通过所述液压电机实现提供动力，所述转动柱322具有外齿，所述转动凹腔313具有与外齿相互配合使用的内齿，通过外齿转动实现推动或收缩内齿，致使转动凹腔313作出伸缩运动。
所述转动凹腔313具有延伸出钻头叶片31柱状体的延伸端，该延伸端容置于所述固定圆台32的腔体内，该腔体纵向中心同时容置所述转动柱322，在所述转动凹腔313与固定圆台32的连接处、转动凹腔313的周侧均设置密封圈，实现密封；在所述转动凹腔313的内部设置润滑液，该润滑液便于内齿及外齿的旋转配合使用。
所述转动凹腔313相反于旋转切割刀311及轴向刀312的一侧设置有滑动轨道组件的滑动凸台3131，所述固定圆台32在对应滑动凸台3131处延伸出与滑动凸台3131相互配合使用的滑动凹槽324，所述滑动凸台3131与所述滑动凹槽324构成滑动轨道组件，并所述滑动凸台3131的截面形状为梯形状，并长度较长的底侧面面向所述滑动凹槽324内侧，所述滑动凹槽324内部设置有润滑液。
本发明中采用的转动凹腔及转动柱与所述固定圆台及钻头叶片的材质一致，同时所述转动凹腔313的截面直径占钻头叶片31轴向方向长度的三分之二，同时通过所述旋转长度不超过整体钻头本体3半径的四分之一。
Claims (9)
1.一种可调节钻头本体尺寸的钻头，其特征在于，所述钻头包括在其纵轴线周围延伸出的钻头柄体，所述钻头柄体一端为钻头本体，另一端为冲击面；
所述钻头本体上设置有三个活动的钻头叶片及固定圆台，三个所述钻头叶片围绕所述固定圆台设置。
2.根据权利要求1所述的一种可调节钻头本体尺寸的钻头，其特征在于，所述钻头叶片通过伸缩组件连接所述固定圆台；
所述伸缩组件包括设置在钻头叶片内部的转动凹腔、设置在固定圆台内部的转动柱，所述转动柱一端置于转动凹腔内部，另一端通过圆台轴承固定在固定圆台内部，并该端连接与液压电机。
3.根据权利要求2所述的一种可调节钻头本体尺寸的钻头，其特征在于，所述转动柱具有外齿，所述转动凹腔具有与外齿相互配合使用的内齿，通过外齿转动实现推动或收缩内齿。
4.根据权利要求2所述的一种可调节钻头本体尺寸的钻头，其特征在于，所述转动凹腔具有延伸出钻头叶片柱状体的延伸端，该延伸端容置于所述固定圆台的腔体内，该腔体纵向中心同时容置所述转动柱；
所述转动凹腔的一侧设置有滑动轨道组件的滑动凸台，所述固定圆台在对应滑动凸台处延伸出与滑动凸台相互配合使用的滑动凹槽，所述滑动凸台与所述滑动凹槽构成滑动轨道组件；
所述滑动凸台的截面形状为梯形状，并长度较长的底侧面面向所述滑动凹槽内侧，所述滑动凹槽内部设置有润滑液。
5.根据权利要求4所述的一种可调节钻头本体尺寸的钻头，其特征在于，在所述转动凹腔与固定圆台的连接处、转动凹腔的周侧均设置密封圈；在所述转动凹腔的内部设置润滑液。
6.根据权利要求1所述的一种可调节钻头本体尺寸的钻头，其特征在于，所述三个钻头叶片均匀绕置固定圆台设置，并所述三个钻头叶片之间分别形成凹陷，在凹陷内设置流动通道，所述流动通道沿着钻头本体径向延伸；
所述钻头本体还包括一中央通道，所述中央通道可供钻井液通过，并所述中央通道一端口设置在所述固定圆台上。
7.根据权利要求6所述的一种可调节钻头本体尺寸的钻头，其特征在于，在所述钻头叶片上设置有旋转切割刀及轴向刀，并所述旋转切割刀都有一条与之相关的流动通道，并该流动通道相反于旋转方向上、及在成排设置的旋转切割刀的前侧面，并在所述旋转切割刀的后侧面设置轴向刀；
所述旋转切割刀在旋转反向上沿着钻头叶片边侧成排设置，并在距离固定圆台最近的旋转切割刀的设置方向与同一钻头叶片上的其他旋转切割刀呈45°夹角；
所述固定圆台上设置有圆台切割刀，所述圆台切割刀数量为三个，并分别对应三个所述钻头叶片，所述圆台切割刀的设置方向与钻头叶片上的非临近固定圆台的旋转切割刀的设置方向一致；并所述圆台切割刀的底面圆形尺寸直径大于所述旋转切割刀的底面圆形尺寸直径。
8.根据权利要求7所述的一种可调节钻头本体尺寸的钻头，其特征在于，所述圆台切割刀的底面圆形尺寸直径与所述旋转切割刀的底面圆形尺寸直径比例为4-5：2-3。
9.根据权利要求1所述的一种可调节钻头本体尺寸的钻头，其特征在于，在所述钻头柄体的周侧纵向延伸出旋转凹槽，所述旋转凹槽用于旋转地连接钻柱与钻头柄体。
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