CN213234962U - 一种多层复合钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多层复合钻头，其结构包括钻杆，所述钻杆底端面与连接块顶端面中部焊接；活动固定装置，所述钻杆外侧面顶端设置有活动固定装置，本实用新型的一种多层复合钻头，为解决由于复合钻头在地面以上工作时需要人工校准其向下钻孔的垂直角度，需要人工长时间的固定住钻杆，可能在向下钻孔的过程中由于钻头的震动从而伤害到工作人员，从而威胁到工作人员的安全的问题，使用者可向外摆动支架，然后将锥体固定在地面上，然后使用者即可开始钻地作业，待表面作业完毕，使用者收起支架，通过固定装置将支架固定，即可继续进行钻地作业，可以有效防止工作人员在固定钻杆时而可能产生的危险，大大降低了钻地作业中的安全隐患。

Description

一种多层复合钻头

技术领域

本实用新型涉及复合钻头技术领域，具体涉及一种多层复合钻头。

背景技术

钻头是钻井过程中，直接与岩石接触，通过切削、冲压等作用破碎岩石的工具，现代钻井工程中广泛使用的钻头主要有牙轮钻头、PDC钻头，当今，牙轮钻头和PDC钻头都已发展到相当高的水平，但仍存在一些不可克服的问题，一是怕划眼和扩眼，使密封轴承的牙轮钻头，特别是PDC钻头先期损坏；二是对井底中心岩石的运动小，功能不足，中心岩石不易破碎，影响钻头的机械钻速，牙轮钻头和PDC钻头中心布齿少、易磨损，也是钻头失效的主要原因，以下分别对本发明的背景相关的三牙轮钻头、单牙轮钻头、PDC钻头、复合钻头特点进行分析。

随着油气田勘探开发工作的不断深入，实际钻井中遇到的地层越来越深，地层构造越来越复杂，导致钻井难度越来越大，尤其是深部极硬、强研磨性的地层，如花岗岩、火成岩和致密砂岩等地层，因此我们需要用到多层复合钻头。

而现有的多层复合钻头在使用过程中，由于复合钻头在地面以上工作时需要人工校准其向下钻孔的垂直角度，需要人工长时间的固定住钻杆，可能在向下钻孔的过程中由于钻头的震动从而伤害到工作人员，从而威胁到工作人员的安全。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术不足，现提出一种多层复合钻头，解决了由于复合钻头在地面以上工作时需要人工校准其向下钻孔的垂直角度，需要人工长时间的固定住钻杆，可能在向下钻孔的过程中由于钻头的震动从而伤害到工作人员，从而威胁到工作人员的安全的问题。

(二)技术方案

本实用新型通过如下技术方案实现：本实用新型提出了一种多层复合钻头，包括钻杆，所述钻杆底端面与连接块顶端面中部焊接，所述钻杆外侧面顶端设置有活动固定装置，所述活动固定装置包括套筒、螺栓、支架机构、固定装置和凹槽，所述钻杆外表面顶端设置有套筒，所述套筒前端面左右两侧各设置有4组螺栓，并且套筒与钻杆通过螺栓进行固定，所述套筒顶端外表面设置有3组支架机构，所述套筒外表面中部设置有3组凹槽，所述凹槽内部上下端各设置有固定装置。

进一步的，所述连接块底端与钻头主体顶端面中部通过焊接进行固定，所述钻头主体底端面中部与主钻头顶端面中部焊接，所述钻头主体底端面前后端各设置有辅助钻头，所述钻头主体底端面设置有钻齿。

进一步的，所述支架机构包括支架、第一转轴、第一螺杆、连接件、第二转轴和锥体，所述凹槽内部设置有支架，所述支架顶端中部被第一转轴贯穿，并且第一转轴与凹槽内表面顶端转动连接，所述支架底端中部与第一螺杆顶端面转动连接，所述第一螺杆底端设置有连接件，所述连接件前端面中部被第二转轴贯穿，所述连接件底端面与锥体顶端面焊接。

进一步的，所述固定装置包括固定块、固定件和第二螺杆，所述凹槽内壁与固定块外侧面焊接，所述固定块内侧与固定件外侧面中部通过焊接进行固定，所述固定件前端面中部被第二螺杆贯穿中部。

进一步的，所述固定件包括橡胶层和不锈钢层，所述支架外表面与橡胶层内侧相连接，所述橡胶层外表面与不锈钢层内侧粘接。

进一步的，所述支架为内部空心且带有螺纹的圆柱体，并且其内部螺纹与第一螺杆相啮合。

进一步的，所述连接件可转动角度范围为0-150°，并且其宽度比第一螺杆直径长2cm。

进一步的，所述固定件内侧直径比支架直径长5mm，并且其前端面中部左右两侧设置有固定板，通过第二螺杆将固定板进行固定连接。

进一步的，所述橡胶层为天然橡胶材质

进一步的，所述固定件为45号钢材质。

(三)有益效果

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

为解决由于复合钻头在地面以上工作时需要人工校准其向下钻孔的垂直角度，需要人工长时间的固定住钻杆，可能在向下钻孔的过程中由于钻头的震动从而伤害到工作人员，从而威胁到工作人员的安全的问题，通过在钻杆外表面设置了活动固定装置，使用者向外摆动支架，然后将锥体固定在地面上，然后使用者即可开始钻地作业，待表面作业完毕，使用者收起支架，通过固定装置将支架固定，即可继续进行钻地作业，可以有效防止工作人员在固定钻杆时而可能产生的危险，大大降低了钻地作业中的安全隐患。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的活动固定装置结构示意图；

图3为本实用新型的支架机构结构示意图；

图4为本实用新型的固定装置结构示意图；

图5为本实用新型的固定件截面结构示意图。

图中：钻杆-1、活动固定装置-2、套筒-21、螺栓-22、支架机构-23、支架-231、第一转轴-232、第一螺杆-233、连接件-234、第二转轴-235、锥体-236、固定装置-24、固定块-241、固定件-242、橡胶层-2421、不锈钢层-2422、第二螺杆-243、凹槽-25、连接块-3、钻头主体-4、主钻头-5、辅助钻头-6、钻齿-7。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1、图2、图3、图4和图5，本实用新型提供一种多层复合钻头：包括钻杆1，钻杆1底端面与连接块3顶端面中部焊接，钻杆1外侧面顶端设置有活动固定装置2，活动固定装置2包括套筒21、螺栓22、支架机构23、固定装置24和凹槽25，钻杆1外表面顶端设置有套筒21，套筒21前端面左右两侧各设置有4组螺栓22，并且套筒21与钻杆1通过螺栓22进行固定，套筒21顶端外表面设置有3组支架机构23，套筒21外表面中部设置有3组凹槽25，凹槽25内部上下端各设置有固定装置24。

其中，所述连接块3底端与钻头主体4顶端面中部通过焊接进行固定，所述钻头主体4底端面中部与主钻头5顶端面中部焊接，所述钻头主体4底端面前后端各设置有辅助钻头6，所述钻头主体4底端面设置有钻齿7。

其中，所述支架机构23包括支架231、第一转轴232、第一螺杆233、连接件234、第二转轴235和锥体236，所述凹槽25内部设置有支架231，所述支架231顶端中部被第一转轴232贯穿，并且第一转轴232与凹槽25内表面顶端转动连接，所述支架231底端中部与第一螺杆233顶端面转动连接，所述第一螺杆233底端设置有连接件234，所述连接件234前端面中部被第二转轴235贯穿，所述连接件234底端面与锥体236顶端面焊接。

其中，所述固定装置24包括固定块241、固定件242和第二螺杆243，所述凹槽25内壁与固定块241外侧面焊接，所述固定块241内侧与固定件242外侧面中部通过焊接进行固定，所述固定件242前端面中部被第二螺杆243贯穿中部。

其中，所述固定件242包括橡胶层2421和不锈钢层2422，所述支架231外表面与橡胶层2421内侧相连接，所述橡胶层2421外表面与不锈钢层2422内侧粘接。

其中，所述支架231为内部空心且带有螺纹的圆柱体，并且其内部螺纹与第一螺杆233相啮合，通过转动第一螺杆233可以延长支架231的长度，从而增加固定高度。

其中，所述连接件234可转动角度范围为0-150°，并且其宽度比第一螺杆233直径长2cm，转动角度范围大可以使其在固定时更加灵活。

其中，所述固定件242内侧直径比支架231直径长5mm，并且其前端面中部左右两侧设置有固定板，通过第二螺杆243将固定板进行固定连接，通过第二螺杆243可对支架231进行更好的固定连接。

其中，所述橡胶层2421为天然橡胶材质，天然橡胶成本价格低，弹性好，防止对支架231磨损。

其中，所述固定件242为45号钢材质，45号钢硬度大，能更好的固定支架231。

本专利所述的第二螺杆243：其外表面切有螺旋槽的圆柱或者切有锥面螺旋槽的圆锥，螺杆具有不同的头，例如外六角螺杆、大扁螺杆、内六角螺丝等等，由挤出过程可知，螺杆是在高温、一定腐蚀、强烈磨损、大扭矩下工作的，因此，螺杆必须具有(1)耐高温，高温下不变形；(2)耐磨损，寿命长；(3)耐腐蚀，物料具有腐蚀性；(4)高强度，可承受大扭矩，高转速；(5)具有良好的切削加工性能；(6)热处理后残余应力小，热变形小等等。

工作原理：当使用者想使用本专利的时候，可将本多层复合钻头放置在地面上，使用者将钻杆1与钻地机器进行固定连接，然后启动机器，钻杆1带动钻头主体4开始转动，当进行地面以上的作业时，使用者可以向外拉动支架231，支架231绕第一转轴232向外转动，然后旋转第一螺杆232调整支架231的长度，然后将锥体236与地面进行固定，可以通过转动第二转轴235的角度从而改变连接件234的角度，待作业完毕，使用者可以再次转动第一螺杆233，将第一螺杆233收回至支架231内部，然后推动向后推动支架231，支架231向两侧推动固定件242，然后支架231即可进入固定件242内部，然后使用者通过第二螺杆243即可将支架231进行二次固定，放置复合钻头在地底进行作业时，支架231与岩石进行碰撞，造成设备的损坏。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，并且本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种多层复合钻头，包括钻杆(1)，所述钻杆(1)底端面与连接块(3)顶端面中部焊接；

其特征在于，还包括活动固定装置(2)，所述钻杆(1)外侧面顶端设置有活动固定装置(2)，所述活动固定装置(2)包括套筒(21)、螺栓(22)、支架机构(23)、固定装置(24)和凹槽(25)，所述钻杆(1)外表面顶端设置有套筒(21)，所述套筒(21)前端面左右两侧各设置有4组螺栓(22)，并且套筒(21)与钻杆(1)通过螺栓(22)进行固定，所述套筒(21)顶端外表面设置有3组支架机构(23)，所述套筒(21)外表面中部设置有3组凹槽(25)，所述凹槽(25)内部上下端各设置有固定装置(24)。

2.根据权利要求1所述的一种多层复合钻头，其特征在于，所述连接块(3)底端与钻头主体(4)顶端面中部通过焊接进行固定，所述钻头主体(4)底端面中部与主钻头(5)顶端面中部焊接，所述钻头主体(4)底端面前后端各设置有辅助钻头(6)，所述钻头主体(4)底端面设置有钻齿(7)。

3.根据权利要求1所述的一种多层复合钻头，其特征在于，所述支架机构(23)包括支架(231)、第一转轴(232)、第一螺杆(233)、连接件(234)、第二转轴(235)和锥体(236)，所述凹槽(25)内部设置有支架(231)，所述支架(231)顶端中部被第一转轴(232)贯穿，并且第一转轴(232)与凹槽(25)内表面顶端转动连接，所述支架(231)底端中部与第一螺杆(233)顶端面转动连接，所述第一螺杆(233)底端设置有连接件(234)，所述连接件(234)前端面中部被第二转轴(235)贯穿，所述连接件(234)底端面与锥体(236)顶端面焊接。

4.根据权利要求1所述的一种多层复合钻头，其特征在于，所述固定装置(24)包括固定块(241)、固定件(242)和第二螺杆(243)，所述凹槽(25)内壁与固定块(241)外侧面焊接，所述固定块(241)内侧与固定件(242)外侧面中部通过焊接进行固定，所述固定件(242)前端面中部被第二螺杆(243)贯穿中部。

5.根据权利要求4所述的一种多层复合钻头，其特征在于，所述固定件(242)包括橡胶层(2421)和不锈钢层(2422)，所述支架(231)外表面与橡胶层(2421)内侧相连接，所述橡胶层(2421)外表面与不锈钢层(2422)内侧粘接。

6.根据权利要求3所述的一种多层复合钻头，其特征在于，所述支架(231)为内部空心且带有螺纹的圆柱体，并且其内部螺纹与第一螺杆(233)相啮合。

7.根据权利要求3所述的一种多层复合钻头，其特征在于，所述连接件(234)可转动角度范围为0-150°，并且其宽度比第一螺杆(233)直径长2cm。

8.根据权利要求4所述的一种多层复合钻头，其特征在于，所述固定件(242)内侧直径比支架(231)直径长5mm，并且其前端面中部左右两侧设置有固定板，通过第二螺杆(243)将固定板进行固定连接。

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