复合旋切式PDC钻头.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108952583A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201810712046.4(22)申请日2018.07.03(71)申请人中国石油大学(北京)地址102249北京市昌平区府学路18号(72)发明人刘忠胡伟侯辉辉(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人王春光(51)Int.Cl.E21B10/54(2006.01)E21B10/60(2006.01)E21B10/43(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称复合旋切式PDC钻头(57)摘要本发明为一种复合旋切式PDC钻头，包括本体上壳体，本体上壳体内自上而下转动穿设连接钻具接头，本体上壳体的下部转动套设有能与钻具接头同步转动的本体下壳体，本体下壳体的底端呈径向对称设置至少两个钻头刀翼，本体下壳体的底端还呈径向对称设置至少两个旋切轮，且旋切轮和钻头刀翼沿周向均匀交错设置；钻头刀翼能随钻具接头同向旋转，旋切轮能随钻具接头同向周转且能反向自转。该复合旋切式PDC钻头在钻头刀翼破岩的同时旋切轮反向旋切破岩，实现硬塑性地层下机械交叉式破岩，有效提高钻井效率和对硬塑性地层的适应性，缩短钻井周期，提高勘探开发效益。CN108952583ACN108952583A权利要求书1/2页1.一种复合旋切式PDC钻头，其特征在于，包括内部中空且能固定的本体上壳体，所述本体上壳体内自上而下转动穿设连接钻具接头，所述本体上壳体的下部转动套设有能与所述钻具接头同步转动的本体下壳体，所述钻具接头上沿轴向贯通设置钻井液上流道，所述本体下壳体上沿轴向设置顶部开口且与所述钻井液上流道连通的钻井液下流道，所述钻井液下流道的底部沿周向间隔设置多个贯通的喷嘴；所述本体下壳体的底端呈径向对称设置至少两个钻头刀翼，所述本体下壳体的底端还呈径向对称设置至少两个旋切轮，且所述旋切轮和所述钻头刀翼沿周向均匀交错设置；所述钻头刀翼能随所述钻具接头同向旋转，所述旋切轮能随所述钻具接头同向周转且能反向自转。2.如权利要求1所述的复合旋切式PDC钻头，其特征在于，所述本体上壳体和所述本体下壳体内设有能驱动所述旋切轮转动的传动结构；所述传动结构包括多个穿设通过所述本体下壳体的齿轮轴，各所述齿轮轴的底部固定连接一所述旋切轮，所述本体上壳体的内壁上设置有内齿轮部，各齿轮轴的上部设置有能与所述内齿轮部转动啮合的小齿轮。3.如权利要求2所述的复合旋切式PDC钻头，其特征在于，所述本体下壳体上呈径向对称地贯通设置至少两个齿轮轴过孔，所述齿轮轴过孔与所述旋切轮的数量相同；各所述齿轮轴过孔内分别密封转动穿设一所述齿轮轴，各所述齿轮轴的底端固定连接一所述旋切轮；所述钻具接头的底端与各所述齿轮轴过孔对应设置的齿轮轴槽孔，各所述齿轮轴的顶端转动套设于所述齿轮轴槽孔内；所述钻具接头的底端和所述本体下壳体的顶端之间呈轴向间隔设置，所述本体上壳体位于所述钻具接头的底端和所述本体下壳体的顶端之间设置所述内齿轮部，各所述齿轮轴上与所述内齿轮部轴向相对的位置分别固定连接一所述小齿轮，各所述小齿轮能与所述内齿轮部转动啮合，各所述小齿轮的底部端面能与所述本体下壳体的顶部端面轴向抵靠。4.如权利要求3所述的复合旋切式PDC钻头，其特征在于，所述齿轮轴包括基础轴部，所述基础轴部的顶部向上延伸设置直径呈减小设置的连接轴部，所述齿轮轴过孔包括基础轴孔部，所述基础轴孔部的上方连通设置孔径呈减小设置的连接轴孔部，所述连接轴部的外壁与所述连接轴孔部的内壁之间密封抵靠，所述基础轴部的外壁与所述基础轴孔部的内壁之间密封抵靠，所述基础轴部的顶面与所述基础轴孔部的顶面抵靠接触。5.如权利要求2所述的复合旋切式PDC钻头，其特征在于，所述本体上壳体位于所述内齿轮部的上方设置上连接孔，所述钻具接头的下部外壁与所述上连接孔的内壁之间转动抵靠；所述本体上壳体位于所述内齿轮部的下方设置下连接孔，所述本体下壳体的上部外壁与所述下连接孔的内壁之间转动抵靠；所述下连接孔的孔径尺寸大于所述内齿轮部的孔径尺寸，所述本体下壳体的顶部端面顶抵于所述下连接孔的顶部端面上。6.如权利要求5所述的复合旋切式PDC钻头，其特征在于，所述钻具接头的外壁上设置直径呈增大设置的接头台阶部，所述接头台阶部的底部端面抵靠于所述本体上壳体的顶部端面上，所述本体上壳体的上部外壁设置有壳体环槽，所述壳体环槽内固定套设第一卡设环体，所述第一卡设环体的外壁上部固定套设第二卡设环体，所述第二卡设环体的上部与钻杆外圈的固定部固定连接。7.如权利要求2所述的复合旋切式PDC钻头，其特征在于，所述钻具接头的底端向下延伸设置直径呈减小设置的接头凸柱部，所述接头凸柱部的下部固定穿设于所述钻井液下流道内，各所述小