CN214007081U - Pdc转轮切削结构钻头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种PDC转轮切削结构钻头包括有钻头基体、固定在所述钻头基体中央的固定切削结构和设置于所述钻头基体边缘的转轮结构，所述固定切削结构包括有轮辐结构，所述轮辐结构的边缘固定有PDC辅助磨削刀头；所述转轮结构包括有转轮，所述转轮上设置有PDC主磨削刀头。所述转轮结构中包括转轮，其采用行星式的机械结构，在钻头整体公转的同时，所述转轮结构也在同时做自转运动，如此使得所述PDC转轮切削结构钻头能够高效的利用PDC，不仅能提高PDC辅助磨削刀头和PDC主磨削刀头的使用寿命，进而提高整个PDC转轮切削结构钻头的使用寿命，还能大大提高PDC转轮切削结构钻头的工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油天然气钻探工程、矿山开采、地质钻探、建筑工程、隧道工程、盾构及非开挖等技术设备领域，具体涉及一种PDC转轮切削结构钻头。
背景技术
钻头是钻井设备的主要组成部分，其主要作用是破碎岩石、形成井眼，在机械的带动下钻头会产生旋转，从而带动整个钻头产生向心运动，并通过侵削、研磨使岩石发生裂痕并破碎，起到向下或向内钻探的作用。钻头是主要的钻井设备之一，根据工作环境、地域环境的不同，钻头的规格、形状也应当有所不同，在进行石油钻井工作时，应当以具体需要、具体设计方案为根据，合理地、科学地选择钻头。
以不同的钻进方式为根据对钻头进行分类，现代钻井工程中广泛使用的钻头主要有刮刀钻头、牙轮钻头和PDC钻头（Polycrystalline Diamond Compact Bits 聚晶金刚石复合片钻头）。PDC钻头凭借PDC高硬度及高稳定性等特点，以及机械钻速快、井下作业寿命长、风险低等特点，在钻井过程中的使用更加广泛，尤其是石油硬质地质钻井中。
然而，现有的PDC钻头上的PDC基本上都是一面焊接在基体上的，使用效率比较低。而且PDC每个方向上的磨损程度也是不同的，导致一部分被快速磨损，而另一部分的磨损较慢，严重影响钻头的使用寿命。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型确有必要提供一种PDC转轮切削结构钻头，以解决上述问题。
为此，本实用新型提供一种采用行星式的机械结构的PDC转轮切削结构钻头。具体地，所述PDC转轮切削结构钻头包括有钻头基体、固定在所述钻头基体中央的固定切削结构和设置于所述钻头基体边缘的转轮结构，所述固定切削结构包括有轮辐结构，所述轮辐结构的边缘固定有PDC辅助磨削刀头；所述转轮结构包括有转轮，所述转轮上设置有PDC主磨削刀头。
基于上述，所述转轮结构还包括安装在所述钻头基体上的轴承，所述转轮安装在所述轴承上，且所述PDC主磨削刀头均匀分布在所述转轮的外表面。
基于上述，所述轴承通过螺栓固定在所述钻头基体上。
基于上述，所述转轮的两侧分别设置有保护凸块，所述保护凸块设置在所述钻头基体上。
基于上述，所述钻头基体的顶部包括中心柱和位于边缘的筒状基体，所述中心柱位于所述筒状基体的中心；所述固定切削结构围绕所述中心柱均匀分布，并包绕在所述筒状基体中；所述转轮结构安装在所述筒状基体上。
基于上述，所述固定切削结构包括多个均匀分布的轮辐结构，多个所述轮辐结构以所述中心柱为中心向周围辐射，所述轮辐结构的表面分布多个所述PDC辅助磨削刀头。
基于上述，所述筒状基体上间隔设置有多个凹槽，所述凹槽中安装有所述转轮结构，其中，所述凹槽与轮辐夹角对应，所述轮辐夹角由相邻的两个所述轮辐结构形成。
基于上述，所述筒状基体上均匀安装有5个所述转轮结构。
基于上述，所述固定切削结构由围绕所述中心柱均匀分布的5个所述轮辐结构组成，且每个所述轮辐结构上均匀分布有4个PDC辅助磨削刀头。
本实用新型提供的所述PDC转轮切削结构钻头包括所述固定切削结构和所述转轮结构，所述固定切削结构主要起到辅助磨削作用；所述转轮结构中包括转轮，其采用行星式的机械结构，在钻头整体公转的同时，所述转轮结构也在同时做自转运动，如此，能够保证转轮结构上的PDC主磨削刀头基本上都能够参与到磨削过程中，从而减小每个磨削刀头的工作任务，提高磨削刀头的利用率，使PDC转轮切削结构钻头的使用寿命大幅度提高。同时，所述PDC转轮切削结构钻头在转动过程中，所述PDC辅助磨削刀头和所述PDC主磨削刀头基本上都能够与地质层有更大的接触面积，从而大大的加速钻头的工作效率。另外，所述转轮结构中的转轮外表面上均分布有多个PDC主磨削刀头，使得所述转轮结构能容纳更多的磨削刀头，从而能够进一步减少每个磨削刀头的工作任务，进而能够进一步提高所述钻头的使用寿命。
因此，本实用新型提供的PDC转轮切削结构钻头能够高效的利用PDC，不仅能提高PDC辅助磨削刀头和PDC主磨削刀头的使用寿命，进而提高整个PDC转轮切削结构钻头的使用寿命，还能大大提高PDC转轮切削结构钻头的工作效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的PDC转轮切削结构钻头的立体结构示意图。
图2是图1所示的PDC转轮切削结构钻头的俯视图。
其中，各图中的元件符号：1 钻头基体、12 中心柱、14 筒状基体、16 凹槽、2 固定切削结构、22 轮辐结构、24 PDC辅助磨削刀头、3 转轮结构、32 转轮、34 PDC主磨削刀头、36 螺栓、38 保护凸块。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
请参阅图1和图2，本实用新型提供一种PDC转轮切削结构钻头，该钻头采用行星式的机械结构。具体地，所述PDC转轮切削结构钻头包括有钻头基体1、固定切削结构2和转轮结构3。所述固定切削结构2固定在所述钻头基体1的中央。所述转轮结构3设置于所述钻头基体1的边缘。
所述钻头基体1的顶部包括中心柱12和位于边缘的筒状基体14。所述中心柱12位于所述筒状基体14的中心。所述筒状基体14上均匀分布有5个凹槽16，相邻的凹槽16间隔设置。
所述固定切削结构2包括5个轮辐结构22，该5个轮辐结构22以所述中心柱12为中心向周围辐射，并均匀围绕所述中心柱12分布，且被包绕在所述筒状基体14中。每个轮辐结构22的边缘固定有4个PDC辅助磨削刀头24。所述轮辐结构22主要起到辅助磨削作用。
所述转轮结构3包括安装在所述凹槽16中的轴承和安装在所述轴承上的转轮32，所述转轮32的外表面上均匀分布有多个PDC主磨削刀头34。所述凹槽16与一个轮辐夹角对应，所述轮辐夹角由相邻的两个所述轮辐结构22形成。所述轴承通过螺栓36固定在所述筒状基体1上。所述转轮结构3中的转轮32外表面上均分布有多个PDC主磨削刀头34，如此设计结构使得所述转轮结构3能容纳更多的PDC主磨削刀头34，有利于减少每个PDC主磨削刀头34的工作任务，进而有利于提高所述钻头的使用寿命。每个转轮32的两侧分别设置有保护凸块38，所述保护凸块38设置在所述筒状基体1上，且位于所述转轮32和所述螺栓36之间，主要用来保护所述筒状基体1和所述螺栓36。
所述转轮32安装在所述轴承上，使得所述转轮结构3属于行星式的机械结构。当所述PDC转轮切削结构钻头在公转的同时，所述转轮32也做自转运动，从而能够保证每个转轮32上的PDC主磨削刀头34基本上都能够参与到磨削过程中，从而减小每个磨削刀头的工作任务，提高PDC主磨削刀头34的利用率，使PDC转轮切削结构钻头的使用寿命大幅度提高。同时，所述PDC转轮切削结构钻头在转动过程中，所述PDC辅助磨削刀头24和所述PDC主磨削刀头34基本上都能够与地质层有更大的接触面积，从而大大的加速钻头的工作效率。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.一种PDC转轮切削结构钻头，其特征在于：包括有钻头基体、固定在所述钻头基体中央的固定切削结构和设置于所述钻头基体边缘的转轮结构，所述固定切削结构包括有轮辐结构，所述轮辐结构的边缘固定有PDC辅助磨削刀头；所述转轮结构包括有转轮，所述转轮上设置有PDC主磨削刀头。
2.根据权利要求1所述的PDC转轮切削结构钻头，其特征在于：所述转轮结构还包括安装在所述钻头基体上的轴承，所述转轮安装在所述轴承上，且所述PDC主磨削刀头均匀分布在所述转轮的外表面。
3.根据权利要求2所述的PDC转轮切削结构钻头，其特征在于：所述轴承通过螺栓固定在所述钻头基体上。
4.根据权利要求3所述的PDC转轮切削结构钻头，其特征在于：所述转轮的两侧分别设置有保护凸块，所述保护凸块设置在所述钻头基体上。
5.根据权利要求1～4任一项所述的PDC转轮切削结构钻头，其特征在于：所述钻头基体的顶部包括中心柱和位于边缘的筒状基体，所述中心柱位于所述筒状基体的中心；所述固定切削结构围绕所述中心柱均匀分布，并包绕在所述筒状基体中；所述转轮结构安装在所述筒状基体上。
6.根据权利要求5所述的PDC转轮切削结构钻头，其特征在于：所述固定切削结构包括多个均匀分布的轮辐结构，多个所述轮辐结构以所述中心柱为中心向周围辐射，所述轮辐结构的表面分布多个所述PDC辅助磨削刀头。
7.根据权利要求6所述的PDC转轮切削结构钻头，其特征在于：所述筒状基体上间隔设置有多个凹槽，所述凹槽中安装有所述转轮结构，其中，所述凹槽与轮辐夹角对应，所述轮辐夹角由相邻的两个所述轮辐结构形成。
8.根据权利要求7所述的PDC转轮切削结构钻头，其特征在于：所述筒状基体上均匀安装有5个所述转轮结构。
9.根据权利要求8所述的PDC转轮切削结构钻头，其特征在于：所述固定切削结构由围绕所述中心柱均匀分布的5个所述轮辐结构组成，且每个所述轮辐结构上均匀分布有4个PDC辅助磨削刀头。
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2020
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