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[发明专利]一种基于磨损PDC钻头平衡分析优化布齿设计的方法-CN202310552966.5在审
发明人：陈心玥;况雨春;林伟;杨柳;王超;陈静;吴攀 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2023-05-17 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于磨损PDC钻头平衡分析优化布齿设计的方法，包括获取目标地层的岩石可钻系数Kd以及PDC钻头切削齿每一颗齿的布齿参数；设定初始磨损量以及总磨损高度，通过数值积分的方法建立齿刃边线投影方程，并结合零点遍历法求解PDC钻头切削齿每一颗齿的切削截面积As、切削面积Ac、切削体积V和切削弧长L；设定若干个不同的前倾角α，计算得到若干个不同前倾角α相对应的PDC钻头切削齿每一颗齿的侧向力；根据不同磨损量下若干个不同前倾角α相对应的PDC钻头切削齿每一颗齿的侧向力确定最优前倾角。本发明建立了基于磨损的现场某PDC钻头单齿侧向不平衡力优化模型。通过优化结果分析，找到了最优的前倾角度。
一种基于磨损 pdc 钻头平衡分析优化设计方法

[发明专利]一种钻柱动力检测系统及其检测方法-CN202211492121.3在审
发明人： 况雨春;张涛;董宗正;林伟;韩一维 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2022-11-25 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： G01L5/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种钻柱动力检测系统及其检测方法，检测系统包括驱动机构、测量机构和数据传输机构，所述驱动机构连接被测钻柱，用于驱动所述钻柱进行转动和进给运动；测量机构包括连接于各钻柱之间的动力测量件以及连接于动力测量件外表面的光纤光栅传感器；数据传输机构包括光源、光纤、Y型耦合器以及光纤光栅解调器，Y型耦合器分别连接于光源、光纤光栅解调器以及光纤，所述光纤连接于光纤光栅传感器。本发明所提供的钻柱动力检测系统，能够实现对钻柱轴力和扭矩分别测定，并最大限度的减少误差。并通过动力测量件能够灵敏的反应轴力和扭矩的变化，满足实验的抗扭和抗压强度。
一种动力检测系统及其方法

[发明专利]一种可拆式智能钻头-CN202210029736.6在审
发明人： 况雨春;杨博;陈炼;夏杨卓;林伟 -专利权人：西南石油大学;成都海锐能源科技有限公司
申请日： 2022-01-12 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： E21B10/60 文献下载
摘要：本发明公开了一种可拆式智能钻头，主要由钻头体、内流道以及测量装置组成。在钻头破碎岩石钻进的过程中，测量装置的测量模块能够测量钻头的轴向、横向和扭转振动，为钻井参数优化提供指导。本发明通过可拆卸的杆状固定结构将测量模块安装在钻头体的内流道内，便于拆卸和更换测量模块，有利于钻头的制造和对测量数据的提取。所述杆状固定结构以安装角和错位角为安装参数相互配合固定测量模块，结构牢靠，稳定性高。同时，测量模块安装在钻头体中能直接反应钻头端的振动情况，测量数据更加准确和直接。
一种可拆式智能钻头

[发明专利]一种具有测量功能的智能钻头-CN202110515097.X在审
发明人： 况雨春;杨博;陈炼;夏杨卓;林伟 -专利权人：西南石油大学;成都海锐能源科技有限公司
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： E21B10/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有测量功能的智能钻头，该钻头主要由钻头体、切削结构、内流道以及固定在钻头体内的测量模块组成，在钻头钻进破碎岩石的过程中，测量模块能够测量钻头的加速度、温度、转速等工况，为钻井现场提供数据参考。本发明通过将测量模块设置于钻头体内，能直接、精准地反应钻头上的实际工况，有效避免了干扰和其他影响；通过螺栓将测量模块和钻头相对固接，结构可靠性强且易于拆卸，同时保证了测量模块与钻头无相对运动，测量数据更能反映钻头实际工况，准确性高。
一种具有测量功能智能钻头

[实用新型]一种可拆卸测量短节的智能钻头-CN202221879606.3有效
发明人： 况雨春;何鹏;董宗正;杨博;张涛;周姝文 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2022-07-20 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： E21B47/013 文献下载
摘要：本申请实施方式公开了一种可拆卸测量短节的智能钻头，该钻头主要由钻头体、测量短节以及固定在测量短节内测量装置组成，在钻头进行岩石破碎的过程中，测量装置中的数据采集模块能够收集钻头的转速、加速度、温度、压力等实际工作数据，同时反馈给钻井现场。本申请实施方式通过将数据采集模块设置于钻头体内流道内，能直接、精确地反应钻头上的各个实际工况数据，有效避免了因其他干扰而导致的数据失真；通过将测量装置与钻头体或与测量短节相对固接，保证了收集数据的可靠性，同时保证了测量装置与钻头或测量短节无相对运动、测量装置方便拆卸，使得测量数据更能反映出实际工况。
一种可拆卸测量智能钻头

[实用新型]钝角多刃口切削齿和PDC钻头-CN202221904781.3有效
发明人： 况雨春;张涛;杨博;何鹏;韩一维;董宗正;王勤 -专利权人：西南石油大学;成都海锐能源科技有限公司
申请日： 2022-07-22 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： E21B10/43 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种钝角多刃口切削齿和PDC钻头，钝角多刃口切削齿包括齿本体，齿本体的上端面设置有切削面，所述切削面包括由至少两个刃口连接而成的钝角切削刃，刃口的轮廓线是直线或曲线，所述刃口的轮廓线依次连接形成夹角A，或所述刃口的轮廓线在相交点处其切线形成夹角A，所述夹角A为钝角。PDC钻头包括该钝角多刃口切削齿。本实用新型所提供的钝角多刃口切削齿和PDC钻头，旨在通过改变钝角切削刃的钝角角度调节破岩攻击性，增强破岩的平稳性，来降低破岩过程中常规钻头初期齿磨损现象，延长切削齿使用寿命，降低出现损坏切削齿甚至钻头体的情况。
钝角刃口切削 pdc 钻头

[发明专利]棱脊齿、切削装置及钻头-CN202110219577.1在审
发明人：周伟;陈培培;焦少卿;况雨春;杨博 -专利权人：新奥科技发展有限公司
申请日： 2021-02-26 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： E21B10/50 文献下载
摘要：本发明提供了一种棱脊齿、切削装置及钻头。棱脊齿包括：柱体；平台体凸设于柱体顶面的中心处，平台体的顶面为平面；至少一个棱脊，每个棱脊均为设置于柱体顶面的凸起部且与平台体相连接，各棱脊沿平台体的周向间隔设置。本发明中，平台体与各棱脊均设置于柱体顶面，使得柱体的顶面形成不规则的样式，当棱脊齿应用于钻头时，棱脊首先接触岩石，棱脊与柱体外边缘相互配合以犁削和剪切的形式破碎岩石，实现了从棱脊的点接触到棱脊的线接触再到平台体表面的面接触，这三种接触在破岩过程中同时作用，使得棱脊齿与岩石的接触面积均匀，保证棱脊齿整体受力均匀，提高破岩效率，并能减少冲击振动，避免棱脊齿损坏。
棱脊齿切削装置钻头

[发明专利]一种旋转刮切单齿实验装置-CN202210386937.1有效
发明人：林伟;张徐;彭国华;况雨春 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2022-04-14 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： G01N3/58 文献下载
摘要：本发明涉及一种旋转刮切单齿实验装置，所述的旋转刮切单齿实验装置包括轴向进给机构、伸缩机构、角度调整机构和岩石回转机构，所述角度调整机构上安装有PDC单齿，角度调整机构用来调节PDC单齿的角度，轴向进给机构驱动PDC单齿的轴向运动，伸缩机构驱动PDC单齿的径向运动，所述岩石回转机构包括岩石夹具和旋转组件，所述旋转组件驱动所述岩石夹具转动。所述的控制系统包括PLC控制器，所述轴向进给机构、伸缩机构和岩石回转机构中的动力驱动部件均与所述PLC控制器相关联。所述的旋转刮切单齿实验装置能够测量出不同参数对PDC单齿破岩的影响，而且角度的调整精度极高，另外结构简单，使用方便。
一种旋转刮切单齿实验装置

[实用新型]一种可拆式智能钻头-CN202220066893.X有效
发明人： 况雨春;杨博;陈炼;夏杨卓;林伟 -专利权人：西南石油大学;成都海锐能源科技有限公司
申请日： 2022-01-12 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： E21B10/60 文献下载
摘要：本发明公开了一种可拆式智能钻头，主要由钻头体、内流道以及测量装置组成。在钻头破碎岩石钻进的过程中，测量装置的测量模块能够测量钻头的轴向、横向和扭转振动，为钻井参数优化提供指导。本发明通过可拆卸的杆状固定结构将测量模块安装在钻头体的内流道内，便于拆卸和更换测量模块，有利于钻头的制造和对测量数据的提取。所述杆状固定结构以安装角和错位角为安装参数相互配合固定测量模块，结构牢靠，稳定性高。同时，测量模块安装在钻头体中能直接反应钻头端的振动情况，测量数据更加准确和直接。
一种可拆式智能钻头

[发明专利]一种PDC微钻头、岩石可钻性测试装置及方法-CN202210135637.6有效
发明人： 况雨春;杨博;林伟;韩一维;龙伟;董宗正;潘磊;银星 -专利权人：西南石油大学;克拉玛依市先进科技联合研究院
申请日： 2022-02-15 - 公布日： 2022-05-20 - 主分类号： G01N3/34 文献下载
摘要：本发明提供一种PDC微钻头、岩石可钻性测试装置及方法，所述PDC微钻头的切削齿轴面轮廓线形成钻孔底全覆盖，在钻进过程中切削齿与钻孔底的接触弧长固定不变，测试得出的数据更加精确，而且通过设置保径齿能确保钻进过程井眼尺寸固定不变，增加了钻孔深度，从而在一次钻进工作中，可以进行多次测试，减小误差的影响，该岩石可钻性测试装置及方法使用PDC微钻头进行旋转钻进岩石，一方面模拟了实际工作中PDC钻头与岩石相互作用，另一方面能够显著减小设备的体积，简化设备结构。
一种 pdc 钻头岩石可钻性测试装置方法

[发明专利]一种水平钻柱系统动力学模拟试验台及试验方法-CN202210149056.8有效
发明人：林伟;况雨春;朱光辉;杨博;潘磊;银星 -专利权人：西南石油大学;克拉玛依市先进科技联合研究院
申请日： 2022-02-18 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种水平钻柱系统动力学模拟试验台及试验方法，涉及石油开发模拟试验技术领域，包括水平钻柱模块、动力模块、破岩模块和测量模块，所述模拟试验台使用分段式井筒，不仅可以模拟分段井筒对水平钻柱的约束，同时也方便在两个分段井筒之间的水平钻柱上安装测量模块，以保证对模拟水平钻柱的运动状态的监测结果更加真实准确；本发明还具有导电滑环测量装置，实现了对于水平钻柱与钻头的运动状态及振动特性的准确测量，解决了现有技术中不能很好的了解和掌握水平钻柱系统的运动状态的技术问题，达到了对水平钻柱与钻头的运动状态及振动特性实时和准确监测的技术效果。
一种水平系统动力学模拟试验台试验方法

[发明专利]一种用于牙轮钻头的密封件及牙轮钻头-CN202210243692.7有效
发明人： 况雨春;周姝文;杨博;何鹏;王勤 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2022-03-14 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： E21B10/25 文献下载
摘要：本发明提供了一种用于牙轮钻头的密封件及牙轮钻头，涉及油田机械密封技术领域，包括内密封部、外密封部和设置在所述内密封部和外密封部之间的上凹型槽和下凹型槽；所述内密封部的截面轮廓至少包含一条弧线并沿径向向内突出，所述外密封部的截面轮廓至少包含一条弧线并沿径向向外突出；所述上凹型槽的最低点与所述下凹型槽的最高点之间的连线与所述密封件的轴线平行；所述密封件的截面沿所述上凹型槽的最低点与所述下凹型槽的最高点之间的连线形成不对称的第一截面和第二截面；本发明解决了现有密封件与轴颈动密面接触面积过大，使密封件磨损严重，寿命短的技术问题，达到了在增加外界压力时，减小密封件旋转的磨损程度及减少热量产生的技术效果。
一种用于牙轮钻头密封件

[实用新型]一种具有测量功能的智能钻头-CN202121004878.4有效
发明人： 况雨春;杨博;陈炼;夏杨卓;林伟 -专利权人：西南石油大学;成都海锐能源科技有限公司
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2022-02-22 - 主分类号： E21B10/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有测量功能的智能钻头，该钻头主要由钻头体、切削结构、内流道以及固定在钻头体内的测量模块组成，在钻头钻进破碎岩石的过程中，测量模块能够测量钻头的加速度、温度、转速等工况，为钻井现场提供数据参考。本发明通过将测量模块设置于钻头体内，能直接、精准地反应钻头上的实际工况，有效避免了干扰和其他影响；通过螺栓将测量模块和钻头相对固接，结构可靠性强且易于拆卸，同时保证了测量模块与钻头无相对运动，测量数据更能反映钻头实际工况，准确性高。
一种具有测量功能智能钻头

[实用新型]一种脊形非平面宽刃口切削齿的PDC钻头-CN202121227218.2有效
发明人： 况雨春;胡莉;杨博;韩一维;王勤 -专利权人：成都海锐能源科技有限公司;西南石油大学
申请日： 2021-06-03 - 公布日： 2022-02-01 - 主分类号： E21B10/43 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种脊形非平面宽刃口切削齿的PDC钻头，属于钻探设备工具领域。包括钻头体和切削齿，钻头体上分布多条刀翼，水眼设置在相邻刀翼之间的钻头体上，切削齿固结在刀翼上，所述钻头上至少有一颗切削齿为脊形非平面宽刃口切削齿。脊形非平面宽刃口切削齿的工作面至少由两个互成一定角度的脊面构成，脊面之间的交线形成棱脊，所述脊面经预切处理具有一定宽度的切削刃口。本实用新型通过使用脊形非平面宽刃口切削齿来改善PDC钻头钻压分布不均衡以及降低破岩中形成的岩脊现象，相比普通PDC切削齿，脊形非平面宽刃口切削齿具有更高的稳定性和抗冲击性，能大幅降低扭矩并改善切削齿的磨损情况，提高破岩效率并延长钻头寿命。
一种脊形非平面刃口切削 pdc 钻头

[发明专利]一种双作用切削齿及PDC钻头-CN202010538999.0在审
发明人： 况雨春;陈炼;王勤;秦超;刘志鹏 -专利权人：成都海锐能源科技有限公司;西南石油大学
申请日： 2020-06-13 - 公布日： 2021-12-17 - 主分类号： E21B10/36 文献下载
摘要：本发明涉及一种双作用切削齿及PDC钻头，属于钻探设备工具领域。双作用切削齿的工作表面由平面、棱脊以及平面与棱脊之间的过渡区域组成，工作表面上有平面和棱脊两种不同结构的切削工作面。双作用切削齿的工作表面上不同区域能够实现不同的破岩机理，切削齿可根据不同的地层情况，设计和选择不同的区域来破碎岩石，一种齿能实现多种不同的破岩方式，能用于不同的地层，拓宽了切削齿的使用范围。双作用切削齿在使用后再重复利用时，可调整选择切削齿的刃口方向，用于不同的地层，提高了切削齿的利用率。双作用切削齿可用在PDC钻头上。
一种作用切削 pdc 钻头

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