CN108019160A - 一种石油钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石油钻头，包括机械轴和套设在该机械轴上的壳体，所述壳体整体为中空圆台形，所述壳体的内部设有空腔，所述壳体与所述机械轴连接处的外圈设有若干凸形条纹和若干凹形弧槽，若干凸形条纹与若干凹形弧槽之间交替设置，所述机械轴上穿插并延伸至所述壳体内部的一端设有抵接板一，所述机械轴穿插所述抵接板一并延伸至所述空腔内部的一端设有抵接板二，所述抵接板二的中部设有万向球，所述万向球与所述抵接板二之间活动连接，所述机械轴穿插所述空腔内部的一端与所述万向球固定连接。有益效果：本发明在能够在钻头高强度作业减小其受到的冲击力，延长钻头的使用寿命，且结构稳定，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻头，具体来说，涉及一种石油钻头。
背景技术
石油钻头是石油钻井的重要工具，是在开采石油时用于钻取石油的，钻头的作用主要是破碎地层，形成井口的工具，其各项参数优劣直接关系到钻机效率的高低及钻机的整体性能。并且随着消费需求的增长，开采石油的速度也在加快，钻取的深度也随之钻取需求越来越深，在钻头高强度的作业下，对钻头的整体结构要求就要更高；现有的钻头在高强度的作业下钻头很容易导致断裂，整体结构不具备在钻取时具有缓冲效果，不仅影响钻头的使用寿命，更重要的是更换过程繁琐，影响工程的进行，钻取效率不高。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种石油钻头，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种石油钻头，包括机械轴和套设在该机械轴上的壳体，所述壳体的内部设有空腔，所述壳体与所述机械轴连接处的外圈设有若干凸形条纹和若干凹形弧槽，若干凸形条纹与若干凹形弧槽之间交替设置，所述机械轴上穿插并延伸至所述壳体内部的一端设有抵接板一，所述机械轴穿插所述抵接板一并延伸至所述空腔内部的一端设有抵接板二，所述抵接板二的中部设有万向球，所述万向球与所述抵接板二之间活动连接，所述机械轴穿插所述空腔内部的一端与所述万向球固定连接，所述抵接板二的内部设有与所述万向球相匹配的固定件，所述抵接板二的底部沿圆周方向分别活动连接有三个连接杆，所述壳体内部且位于所述空腔内部设有固定板，所述固定板的内部沿圆周方向分别设有与三个连接杆相匹配的通孔，三个连接杆穿插所述固定板内的通孔并延伸至所述固定板的下方一端分别固定连接有钻头；
其中，所述抵接板二通过所述机械轴悬空固定于所述空腔内部，所述抵接板二倾斜设置，所述抵接板一与所述抵接板二的对应面分别设有三个述连接杆相对应设置的减震装置，所述固定板的内部设有与所述通孔相连通的隔腔一，所述连接杆上设有与其轴向垂直设置的横杆，所述横杆远离所述连接杆的一端延伸至所述隔腔一的内腔中固定连接有与其轴向垂直设置的推杆，所述固定板的内部且位于所述隔腔一的下方设有隔腔二，所述隔腔二的内部设有与其内腔顶部垂直设置的隔板，所述隔板的底部与所述隔腔二的内底部之间设置有溢流阀，所述隔板将所述隔腔二分隔成左侧腔和右侧腔，所述推杆远离所述横杆的一端穿插所述右侧腔内部的一端设有活塞，所述左侧腔的内腔底部及所述右侧腔内且位于所述活塞的底部均设有油液，所述左侧腔内且位于所述油液的顶部设有高压气体。
进一步的，所述壳体的顶部设有与所述机械轴相匹配的密封件一，所述壳体的底部设有与所述固定板相匹配的密封件二，所述密封件一为中空圆台形，所述密封件二为倒中空圆台形。
进一步的，所述抵接板二的水平倾斜角度设置在10-20度之间。
进一步的，所述减震装置为减震弹簧，所述减震弹簧的高度与其对应所述抵接板一和所述抵接板二之间的距离相匹配。
进一步的，所述固定板的顶部设有与所述连接杆相匹配的密封垫。
进一步的，所述固定件和所述钻头之间的距离与所述抵接板二倾斜时的端部到水平时的端部距离相等。
进一步的，所述横杆分别与所述隔腔一的内腔底部与顶部的距离与所述抵接板二倾斜时的端部到水平时的端部距离相等。
进一步的，所述左侧腔与所述右侧腔的内壁表面与所述油液相对应设置有扰流子。
进一步的，所述壳体的外表面设有若干耐磨凸起，若干耐磨凸起的规格不定，分布不规则。
进一步的，所述钻头及所述接杆的外表面均包覆有抗锈蚀材料结构。
本发明通过在壳体与机械轴连接处的外表面设置若干凸形条纹和若干凹形弧槽，其形成的加强筋效果使钻头本身的强度更高，不易断裂，适应高强度作业；通过在壳体的空腔内部设置与机械轴连接的抵接板一与抵接板二，抵接板二通过连接杆连接钻头，通过在抵接板一与倾斜设置的抵接板二之间设置有与连接杆对应设置的减震装置，使钻头在高强度作业时，高频率转动的同时三个钻头相互错位进行钻取，更加适应高强度作业的同时，减震装置提供的减震缓冲效果能够延长钻头的使用寿命，提高钻取效率；通过在隔腔一与隔腔二内分别设置横杆和推杆，在钻头作业时，横杆下压或受力上抬时，推杆带动隔腔二的右侧腔内的活塞向油液施加压力，高压油液通过溢流阀内的溢流细孔作往返运动，使油液与左侧腔及右侧腔内壁的摩擦及油液分子的内摩擦增加，能够在钻头钻取的过程中进一步提供了减震缓冲的作用，减小钻头受到的冲击力；本发明在能够在钻头高强度作业减小其受到的冲击力，延长钻头的使用寿命，且结构稳定，实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种石油钻头的结构示意图；
图2是图1中A处的放大图；
图3是根据本发明实施例的一种石油钻头的俯视图；
图4是根据本发明实施例的一种石油钻头的截面图。
图中：
1、机械轴；2、壳体；3、空腔；4、凸形条纹；5、凹形弧槽；6、抵接板一；7、抵接板二；8、万向球；9、固定件；10、连接杆；11、固定板； 12、通孔；13、钻头；14、减震装置；15、隔腔一；16、横杆；17、隔腔二；18、隔板；19、溢流阀；20、左侧腔；21、右侧腔；22、活塞；23、油液；24、高压气体；25、密封件一；26、密封件二；27、耐磨凸起；28、推杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种石油钻头。
如图1-4所示，根据本发明实施例的一种石油钻头，包括机械轴1和套设在该机械轴1上的壳体2，所述壳体2的内部设有空腔3，所述壳体2与所述机械轴1连接处的外圈设有若干凸形条纹4和若干凹形弧槽5，若干凸形条纹4与若干凹形弧槽5之间交替设置，所述机械轴1上穿插并延伸至所述壳体2内部的一端设有抵接板一6，所述机械轴1穿插所述抵接板一6并延伸至所述空腔3内部的一端设有抵接板二7，所述抵接板二7的中部设有万向球8，所述万向球8与所述抵接板二7之间活动连接，所述机械轴1穿插所述空腔3内部的一端与所述万向球8固定连接，所述抵接板二7的内部设有与所述万向球8相匹配的固定件9，所述抵接板二7的底部沿圆周方向分别活动连接有三个连接杆10，所述壳体2内部且位于所述空腔3内部设有固定板11，所述固定板11的内部沿圆周方向分别设有与三个连接杆10相匹配的通孔12，三个连接杆10穿插所述固定板11内的通孔12并延伸至所述固定板11的下方一端分别固定连接有钻头13；
其中，所述抵接板二7通过所述机械轴1悬空固定于所述空腔3内部，所述抵接板二7倾斜设置，所述抵接板一6与所述抵接板二7的对应面分别设有三个述连接杆10相对应设置的减震装置14，所述固定板11的内部设有与所述通孔12相连通的隔腔一15，所述连接杆10上设有与其轴向垂直设置的横杆16，所述横杆16远离所述连接杆10的一端延伸至所述隔腔一15的内腔中固定连接有与其轴向垂直设置的推杆28，所述固定板11的内部且位于所述隔腔一15的下方设有隔腔二17，所述隔腔二17的内部设有与其内腔顶部垂直设置的隔板18，所述隔板18的底部与所述隔腔二17 的内底部之间设置有溢流阀19，所述隔板18将所述隔腔二17分隔成左侧腔20和右侧腔21，所述推杆28远离所述横杆16的一端穿插所述右侧腔21内部的一端设有活塞22，所述左侧腔20的内腔底部及所述右侧腔21内且位于所述活塞22的底部均设有油液23，所述左侧腔20内且位于所述油液23的顶部设有高压气体24。
另外，在一个实施例中，所述壳体2的顶部设有与所述机械轴1相匹配的密封件一25，所述壳体2的底部设有与所述固定板11相匹配的密封件二26，所述密封件一25为中空圆台形，所述密封件二26为倒中空圆台形。采用该方案，密封件一25与密封件二26的设置能够起到密封防护的作用。
另外，在一个实施例中，所述抵接板二7的水平倾斜角度设置在10-20 度之间。采用该方案，抵接板二7的水平倾斜角度10-20度之间有利于钻头在高旋速下旋转钻取时，以微小上下缓冲的幅度进行高强度作业，能够减小钻头的碰撞压力，延长钻头的使用寿命，提高钻取效率。
另外，在一个实施例中，所述减震装置14为减震弹簧，所述减震弹簧的高度与其对应所述抵接板一6和所述抵接板二7之间的距离相匹配。采用该方案，在初始设置时，抵接板二7倾斜一端与抵接板一6之间对应连接杆10设置的减震弹簧的高度大于抵接板二7上升一端与抵接板一6之间的减震弹簧的高度，能够在钻头作业时，实现三个钻头13错位钻取的效果，同时达到减震缓冲效果。
另外，在一个实施例中，所述固定板11的顶部设有与所述连接杆10 相匹配的密封垫。采用该方案，密封垫的设置能够起到防护作用的同时还能起到固定、引导和纠正作用。
另外，在一个实施例中，所述固定板11和所述钻头13之间的距离与所述抵接板二7倾斜时的端部到水平时的端部距离相等。采用该方案，在钻头13受力压缩减震装置14时，其中一钻头13收缩，另两个钻头13相继伸出，进行交替钻取，钻头13与抵接板二7之间预留空间距离就是起到以上作用。
另外，在一个实施例中，所述横杆16分别与所述隔腔一15的内腔底部与顶部的距离与所述抵接板二7倾斜时的端部到水平时的端部距离相等。采用该方案，在钻头13作业时，横杆16会随着连接杆10上下浮动，以上设置符合横杆16上下浮动的空间需要。
另外，在一个实施例中，所述左侧腔20与所述右侧腔21的内壁表面与所述油液23相对应设置有扰流子。采用该方案，扰流子的作用就是在钻头作业时，加速了油液23与左侧腔20及右侧腔21内壁的摩擦及液体分子的内摩擦，从而进一步起到减震缓冲的作用。
另外，在一个实施例中，所述壳体2的外表面设有若干耐磨凸起27，若干耐磨凸起27的规格不定，分布不规则。采用该方案，耐磨凸起27的设置能够对钻头13起到一定的防护作用，延长钻头13的使用寿命。
另外，在一个实施例中，所述钻头13及所述接杆10的外表面均包覆有抗锈蚀材料结构。采用该方案，能够提高钻头13在钻取的过程中的自身防护能力，防止钻头13受到侵蚀。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过在壳体2与机械轴1连接处的外表面设置若干凸形条纹4和若干凹形弧槽5，其形成的加强筋效果使钻头本身的强度更高，不易断裂，适应高强度作业；通过在壳体2的空腔 3内部设置与机械轴1连接的抵接板一6与抵接板二7，抵接板二7通过连接杆10连接钻头13，通过在抵接板一6与倾斜设置的抵接板二7之间设置有与连接杆10对应设置的减震装置14，使钻头13在高强度作业时，高频率转动的同时三个钻头13相互错位进行钻取，更加适应高强度作业的同时，减震装置14提供的减震缓冲效果能够延长钻头13的使用寿命，提高钻取效率；通过在隔腔一15与隔腔二17内分别设置横杆16和推杆28，在钻头13作业时，横杆16下压或受力上抬时，推杆28带动隔腔二17的右侧腔21内的活塞22向油液23施加压力，高压油液23通过溢流阀19内的溢流细孔作往返运动，使油液3与左侧腔20及右侧腔21内壁的摩擦及油液23分子的内摩擦增加，能够在钻头13钻取的过程中进一步提供了减震缓冲的作用，减小钻头13受到的冲击力；本发明在能够在钻头13高强度作业减小其受到的冲击力，延长钻头13的使用寿命，且结构稳定，实用性强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种石油钻头，包括机械轴(1)和套设在该机械轴(1)上的壳体(2)，其特征在于，所述壳体(2)的内部设有空腔(3)，所述壳体(2)与所述机械轴(1)连接处的外圈设有若干凸形条纹(4)和若干凹形弧槽(5)，若干凸形条纹(4)与若干凹形弧槽(5)之间交替设置，所述机械轴(1)上穿插并延伸至所述壳体(2)内部的一端设有抵接板一(6)，所述机械轴(1)穿插所述抵接板一(6)并延伸至所述空腔(3)内部的一端设有抵接板二(7)，所述抵接板二(7)的中部设有万向球(8)，所述万向球(8)与所述抵接板二(7)之间活动连接，所述机械轴(1)穿插所述空腔(3)内部的一端与所述万向球(8)固定连接，所述抵接板二(7)的内部设有与所述万向球(8)相匹配的固定件(9)，所述抵接板二(7)的底部沿圆周方向分别活动连接有三个连接杆(10)，所述壳体(2)内部且位于所述空腔(3)内部设有固定板(11)，所述固定板(11)的内部沿圆周方向分别设有与三个连接杆(10)相匹配的通孔(12)，三个连接杆(10)穿插所述固定板(11)内的通孔(12)并延伸至所述固定板(11)的下方一端分别固定连接有钻头(13)；
其中，所述抵接板二(7)通过所述机械轴(1)悬空固定于所述空腔(3)内部，所述抵接板二(7)倾斜设置，所述抵接板一(6)与所述抵接板二(7)的对应面分别设有三个述连接杆(10)相对应设置的减震装置(14)，所述固定板(11)的内部设有与所述通孔(12)相连通的隔腔一(15)，所述连接杆(10)上设有与其轴向垂直设置的横杆(16)，所述横杆(16)远离所述连接杆(10)的一端延伸至所述隔腔一(15)的内腔中固定连接有与其轴向垂直设置的推杆(28)，所述固定板(11)的内部且位于所述隔腔一(15)的下方设有隔腔二(17)，所述隔腔二(17)的内部设有与其内腔顶部垂直设置的隔板(18)，所述隔板(18)的底部与所述隔腔二(17)的内底部之间设置有溢流阀(19)，所述隔板(18)将所述隔腔二(17)分隔成左侧腔(20)和右侧腔(21)，所述推杆(28)远离所述横杆(16)的一端穿插所述右侧腔(21)内部的一端设有活塞(22)，所述左侧腔(20)的内腔底部及所述右侧腔(21)内且位于所述活塞(22)的底部均设有油液(23)，所述左侧腔(20)内且位于所述油液(23)的顶部设有高压气体(24)。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻头，其特征在于，所述壳体(2)的顶部设有与所述机械轴(1)相匹配的密封件一(25)，所述壳体(2)的底部设有与所述固定板(11)相匹配的密封件二(26)，所述密封件一(25)为中空圆台形，所述密封件二(26)为倒中空圆台形。
3.根据权利要求1所述的一种石油钻头，其特征在于，所述抵接板二(7)的水平倾斜角度设置在10-20度之间。
4.根据权利要求1所述的一种石油钻头，其特征在于，所述减震装置(14)为减震弹簧，所述减震弹簧的高度与其对应所述抵接板一(6)和所述抵接板二(7)之间的距离相匹配。
5.根据权利要求1所述的一种石油钻头，其特征在于，所述固定板(11)的顶部设有与所述连接杆(10)相匹配的密封垫。
6.根据权利要求1所述的一种石油钻头，其特征在于，所述固定板(11)和所述钻头(13)之间的距离与所述抵接板二(7)倾斜时的端部到水平时的端部距离相等。
7.根据权利要求1所述的一种石油钻头，其特征在于，所述横杆(16)分别与所述隔腔一(15)的内腔底部与顶部的距离与所述抵接板二(7)倾斜时的端部到水平时的端部距离相等。
8.根据权利要求1所述的一种石油钻头，其特征在于，所述左侧腔(20)与所述右侧腔(21)的内壁表面与所述油液(23)相对应设置有扰流子。
9.根据权利要求1所述的一种石油钻头，其特征在于，所述壳体(2)的外表面设有若干耐磨凸起(27)，若干耐磨凸起(27)的规格不定，分布不规则。
10.根据权利要求1所述的一种石油钻头，其特征在于，所述钻头(13)及所述接杆(10)的外表面均包覆有抗锈蚀材料结构。
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