一种带有排泥结构的PDC钻头的制作方法

一种带有排泥结构的pdc钻头
技术领域
1.本实用新型涉及地质钻探设备技术领域，特别是涉及一种带有排泥结构的pdc钻头。


背景技术：

2.目前，pdc钻头、天然金刚石钻头、孕镶钻头等被广泛用于油气开采和地质勘探，并取得了突出的使用效果。随着油气开采难度的不断加大，页岩气、大位移井等的开发都更多的依赖于定向钻井技术，因此需要有适合定向钻进的定向钻井钻头，pdc钻头是聚晶金刚石复合片钻头的简称，其是地质钻探以及钻井工程等行业中最主要的破岩工具之一。pdc钻头的冠部剖面通常可划分为：内锥顶点、内锥面、鼻部、肩部、外肩部、保径。pdc钻头上的切削齿以合适的角度沿钻头径向布置在钻头冠部的刀翼上，布置在刀翼上的切削齿通过刮切或剪切的方式实现破岩，相邻刀翼之间形成排屑通道，破碎后的岩石被喷嘴中喷出的钻井液冲击，并沿着排屑通道排到钻头后部，最后排出钻井。
3.根据公开号为cn207160992u的中国专利，本实用新型涉及pdc钻头技术领域，公开了一种多排齿结构的pdc钻头，包括钻头本体，钻头本体包括切削部和安装部，切削部均布有多条刀翼，相邻刀翼之间形成排屑通道，每条刀翼侧壁均布有多组辅助切削装置，每组辅助切削装置包括联动齿轮和破碎齿轮，联动齿轮和破碎齿轮均可以转动；本实用新型在岩块在通过排屑通道时，使岩块与刀翼侧壁之间的滑动摩擦变位滚动摩擦，从而减小摩擦力，使岩块不容易卡在排屑通道，当岩块卡在一个排屑通道内时，岩块与一个破碎齿轮接触，同组内的另一个齿轮在钻井液的冲击下转动，从而带动同组内与岩块接触的另一个破碎齿轮转动，从而使卡在排屑通道内的岩块脱落，使排屑通道排屑顺畅，提高工作效率。pdc钻头在实际使用的过程中，刀翼配合切削齿直接对岩块进行破壁，需要刀翼保持比较高的强度，但是多组破碎齿轮和联动齿轮设置于刀翼的内部，会降低刀翼自身的结构强度，并且联动齿轮需要在刀翼内部进行啮合设置，提高了pdc钻头的生产难度。
4.因此，我们需要一种带有排泥结构的pdc钻头来解决此问题。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种带有排泥结构的pdc钻头，通过设置的顶盖、顶孔、斜孔、滚珠等结构，多个斜孔直接朝向两两刀翅之间的排屑通道，使钻井液能够对准排屑通道内部的岩泥块，配合滚珠提高钻头的排泥能力，将滚珠设置于破碎部外壁内，不需要改造刀翅的结构，使刀翅结构保持完整，提高刀翅结构的强度，同时降低钻头生产工艺的难度。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种带有排泥结构的pdc钻头，包括钻头本体，所述钻头本体包括破碎部和安装部，所述破碎部顶部中心开设有喷口，所述破碎部外表壁环形阵列有若干刀翅，所述破碎部外壁设置有排泥机构；
7.所述排泥机构包括顶盖，所述顶盖顶部中心开设有顶孔和环形阵列开设于顶盖侧
壁上的斜孔，所述斜孔朝向两两刀翅顶部之间的区域；
8.还包括若干滚珠，所述滚珠转动嵌设于破碎部外壁，且滚珠设置于两两刀翅之间。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述喷口顶部设置有插管，且插管外部开设有外螺纹，所述顶盖底端内部开设有内螺纹，所述顶盖底部设置有环板，且环板上环形阵列有若干腰孔，所述破碎部顶部环形阵列有螺孔，所述螺孔内部安装有贯穿于腰孔内部固定螺钉。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述腰孔设置有三个，所述螺孔与腰孔的数量相等。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述固定螺钉为圆柱头内六角螺钉，所述固定螺钉上均套设有保护垫圈。
12.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述刀翅上均设置有若干切削齿。
13.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述安装部为外壁设置有外螺纹的管道。
14.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述斜孔外端口高度低于刀翅的顶部。
15.与现有技术相比，本实用新型能达到的有益效果是：
16.1、通过设置的顶盖、顶孔、斜孔、滚珠等结构，多个斜孔直接朝向两两刀翅之间的排屑通道，使钻井液能够对准排屑通道内部的岩泥块，配合滚珠提高钻头的排泥能力，将滚珠设置于破碎部外壁内，不需要改造刀翅的结构，使刀翅结构保持完整，提高刀翅结构的强度，同时降低钻头生产工艺的难度；
17.2、通过设置的插管、环板、腰孔、螺孔和固定螺钉等结构，能够采用可拆卸的方式将顶盖安装在喷口上，方便后续顶盖损坏之后的更换，同时插管和顶盖之间通过螺纹的方式连接在一起，并且配合螺孔和固定螺钉能够将环板进行固定，防止顶盖从插管上脱落，进一步提高顶盖安装在喷口上的牢固程度。
附图说明
18.图1为本实用新型的主视立体结构示意图；
19.图2为本实用新型的俯视立体结构示意图；
20.图3为本实用新型顶盖的立体结构示意图；
21.图4为本实用新型图1的a处结构示意图。
22.其中：1、钻头本体；2、破碎部；3、安装部；4、刀翅；5、顶盖；6、顶孔；7、斜孔；8、滚珠；9、插管；10、环板；11、腰孔；12、螺孔；13、固定螺钉；14、切削齿；15、喷口。
具体实施方式
23.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
24.实施例：
25.如图1-4所示，一种带有排泥结构的pdc钻头，包括钻头本体1，钻头本体1包括破碎部2和安装部3，破碎部2顶部中心开设有喷口15，破碎部2外表壁环形阵列有若干刀翅4，破碎部2外壁设置有排泥机构；
26.排泥机构包括顶盖5，顶盖5顶部中心开设有顶孔6和环形阵列开设于顶盖5侧壁上的斜孔7，斜孔7朝向两两刀翅4顶部之间的区域；
27.还包括若干滚珠8，滚珠8转动嵌设于破碎部2外壁，且滚珠8设置于两两刀翅4之间，滚珠8包括多种直径，滚珠8由破碎部2顶部向下直径从小到大排列；
28.将安装部3与钻杆固定，工作时，破碎部2转动，刀翅4转动对岩块进行破壁，在滚珠8转动的作用下，破碎后的岩泥块从两两刀翅4之间排出，同时钻井液从喷口15喷出，进入顶盖5内，通过钻井液从顶孔6和斜孔7喷出，从顶孔6内部喷出的钻井液对破碎部2冠部的岩泥块进行冲击清理，从斜孔7内部喷出的钻井液直接喷向岩泥块，提高了岩泥块的排出效率，通过设置的顶盖5、顶孔6、斜孔7、滚珠8等结构，多个斜孔7直接朝向两两刀翅4之间的排屑通道，使钻井液能够对准排屑通道内部的岩泥块，配合滚珠8提高钻头的排泥能力，将滚珠8设置于破碎部2外壁内，不需要改造刀翅4的结构，使刀翅4结构保持完整，提高刀翅4结构的强度，同时降低钻头生产工艺的难度。
29.在其他实施例中，喷口15顶部设置有插管9，且插管9外部开设有外螺纹，顶盖5底端内部开设有内螺纹，顶盖5底部设置有环板10，且环板10上环形阵列有若干腰孔11，破碎部2顶部环形阵列有螺孔12，螺孔12内部安装有贯穿于腰孔11内部固定螺钉13；
30.将顶盖5通过螺纹的方式安装在插管9上，腰孔11位于螺孔12的上方，接着将固定螺钉13与螺孔12固定连接在一起，通过设置的插管9、环板10、腰孔11、螺孔12和固定螺钉13等结构，能够采用可拆卸的方式将顶盖5安装在喷口15上，方便后续顶盖5损坏之后的更换，同时插管9和顶盖5之间通过螺纹的方式连接在一起，并且配合螺孔12和固定螺钉13能够将环板10进行固定，防止顶盖5从插管9上脱落，进一步提高顶盖5安装在喷口15上的牢固程度。
31.在其他实施例中，腰孔11设置有三个，螺孔12与腰孔11的数量相等；螺孔12设置数量不应太多，避免对破碎部2冠部结构造成过多的破坏，从而降低破碎部2的强度，数量也不应太少，防止环板10发生晃动的情况。
32.在其他实施例中，固定螺钉13为圆柱头内六角螺钉，固定螺钉13上均套设有保护垫圈；避免环板10顶部被固定螺钉13端部磨损。
33.在其他实施例中，刀翅4上均设置有若干切削齿14；提高对岩块的切削效率。
34.在其他实施例中，安装部3为外壁设置有外螺纹的管道；使安装部3能够与钻杆之间通过螺纹的方式进行固定。
35.在其他实施例中，斜孔7外端口高度低于刀翅4的顶部；进一步提高从斜孔7喷出的钻井液与岩泥块的对准的精确性。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之
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上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅
表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.有必要进行说明的是，本技术技术方案的用电部件，如动力组元、第一电机和第二电机等均与外部控制器连接，所述的外部控制器为现有技术，本技术技术方案未对其进行改进，因而不需要公开外部控制器的具体型号、电路结构等，不影响本技术技术方案的完整性。
38.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。