[发明专利]自动更新复合片的PDC钻头

说明书

本发明属于属于石油天然气钻探技术领域，具体涉及了一种自动更新复合片的PDC钻头，旨在解决现有的钻头出现崩齿磨损钻速降低时要起钻换钻头，影响钻井时效的问题。该自动更新复合片的PDC钻头包括钻头主体、设置于钻头主体上的安装槽和并排设置于安装槽内的多个切削片；安装槽的下方设置有纵向延伸并与安装槽连通的输出通道，相邻的切削片在输出通道中通过榫卯结构相连；还包括设置于钻头主体底部的驱动装置，在钻头正常工作时，驱动装置受压蓄力；在钻头上提时，驱动装置施加一向下的拉力至切削片以带动切削片下移。该PDC钻头在钻进过程中能够实现自动更新切屑片，一定程度上避免因钻头磨损导致的起钻，提高生产时效。

技术领域

本发明属于石油天然气钻探技术领域，具体涉及了一种自动更新复合片的PDC钻头。

背景技术

随着浅部油气藏的勘探开发步入中后期、深井、超深井的需求逐渐增加，提速提效时油气田勘探开的永恒话题，在油气井的钻井提速上，钻头方面出现了如狮虎兽钻头、各种异型齿钻头、360钻头等，提速工具上出现了如大功率螺杆、抗高温螺杆、涡轮钻具、扭力冲击器等，其中360钻头通过提高钻头的研磨性提升钻速，螺杆和涡轮钻具通过提供高转速提升钻进速度，扭力冲击器通过保护PDC钻头提升钻进速度。以上措施均不可避免的当钻头出现崩齿磨损钻速降低时要起钻换钻头，影响钻井时效。

发明内容

本发明提供了一种自动更新复合片的PDC钻头，以缓解现有的钻头出现崩齿磨损钻速降低时要起钻换钻头，影响钻井时效的问题。

为了缓解上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种自动更新复合片的PDC钻头，包括钻头主体、设置于钻头主体上的安装槽和并排设置于安装槽内的多个切削片；安装槽的下方设置有纵向延伸并与安装槽连通的输出通道，相邻的切削片在输出通道中通过榫卯结构相连；还包括设置于钻头主体底部的驱动装置，在钻头正常工作时，驱动装置受压蓄力；在钻头上提时，驱动装置施加一向下的拉力至切削片以带动切削片下移。

更进一步地，还包括设置于安装槽中的驱动件，驱动件包括位于多个切削片后侧的切削片推板和第一弹簧；切削片推板和安装槽远离输出通道的壁面通过第一弹簧连接；第一弹簧始终处于压缩状态并具有推动切削片推板向输出通道运动的趋势。

更进一步地，切削片推板和切削片通过第一限位机构连接，第一限位机构包括设置于切削片推板近切削片侧的第二凸起和设置于切削片近切削片推板侧的第二凹槽，第二凸起和第二凹槽配合。

更进一步地，驱动装置包括连接于钻头主体底部的第一扶正件、第二扶正件和第二弹簧；第二扶正件包括扶正块和连接于扶正块顶部的销轴，第一扶正件底部设置有安装孔，销轴插入安装孔；第二弹簧套装于销轴上且第二弹簧的顶部抵接于第一扶正件的底部；在钻头正常工作时，第二弹簧受压蓄力。

更进一步地，第一扶正件和第二扶正件通过一连接机构滑动连接；连接机构包括设置于销轴上的纵向滑槽、设置于第一扶正件上的定位孔和横向布置并且穿过滑槽和定位孔的第一限位销。

更进一步地，第一扶正件和第二扶正件均设置有纵向贯通的通道，第一扶正件和第二扶正件的通道为输出通道的部分。

更进一步地，驱动装置还包括第二限位机构，第二限位机构包括设置于切削片近切削片推板侧的导槽和设置于输出通道与导槽相邻壁面上的防倒锁扣，防倒锁扣伸入导槽内，并通过一倾斜向下的限位板限制切削片仅能向下方运动。

更进一步地，防倒锁扣的截面设置为三角形，防倒锁扣包括一底板、设置于底板上方倾斜向下的限位板和连接于底板和限位板之间的侧板，底板和侧板互相垂直，限位板开口端与侧板的垂直距离等于底板的长度后继续沿远离侧板的方向延伸并形成一伸出部；导槽包括一倾斜向下的斜壁和连接于斜壁下方的横壁；限位板的伸出部伸入导槽内。

更进一步地，切削片远切削片推板侧设置有第三凸起；安装槽和输出通道与第三凸起相邻的壁面上设置有纵向延伸的第三凹槽；第三凸起与第三凹槽匹配。