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[发明专利]一种复合破岩机构和一种长寿命复合钻头-CN201710287527.0有效
发明人： 黄奎林;杨迎新;周坚 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2017-04-27 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： E21B10/00 文献下载
摘要：一种复合破岩机构和一种长寿命复合钻头，其特征在于，包括滚动破岩部件和能够沿Z轴旋转的固定破岩部件，所述固定破岩部件上设置有凹部，所述滚动破岩部件以能够相对所述固定破岩部件枢转的方式设置在所述凹部内，该枢转轴为X，X与Z相交；一种长寿命复合钻头，包括本体，所述本体上设置有至少一个复合破岩机构。这样的结构使牙轮的壳体厚度将大大增加，有效减少现有牙轮钻头因牙轮壳体开裂或破损等引起牙轮脱落掉入井底而产生井下事故；取消轴承的轴向锁定装置，轴承系统的承载能力将大大增加，延长轴承系统寿命，能够降低钻头的扭矩、减小钻头横向、轴向、扭转振动，使得钻头工具面更加容易控制从而提高延长钻头的使用寿命。
一种复合机构寿命钻头

[发明专利]一种具有盘刀和旋转齿的PDC钻头-CN202311082398.3在审
发明人：刘八仙;牛世伟;黄奎林 -专利权人：西南石油大学;四川文理学院
申请日： 2023-08-28 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： E21B10/55 文献下载
摘要：一种具有盘刀和旋转齿的PDC钻头，包括钻头体和刀翼，刀翼设置于钻头体上，至少一个所述刀翼上同时安设有至少一个旋转齿和盘刀，所述旋转齿包含中心旋转齿、衬套、旋转齿轴及限位器，所述旋转齿轴上设置有第一齿轮，中心旋转齿与衬套形成转动连接，旋转齿通过衬套固定于刀翼上；所述盘刀包括刀盘及刀盘轴，所述刀盘轴上设置有第二齿轮，盘刀与刀翼形成转动连接；旋转齿与盘刀通过齿轮啮合连接在一起。本发明可以实现盘刀对岩石的预破碎作用，以减轻切削齿的切削负担，提高钻头破岩效率；同时，盘刀的旋转可以带动切削齿的旋转，从而提高切削齿金刚石层的利用率，延长钻头寿命。
一种具有旋转 pdc 钻头

[发明专利]一种复合破岩金刚石钻头-CN202310873014.3在审
发明人：牛世伟;谢波;杨迎新;黄奎林;包泽军;张春亮;任海涛;陈炼 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2023-07-17 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： E21B10/46 文献下载
摘要：本发明公开了一种复合破岩金刚石钻头，具体包括钻头体及从钻头体上延伸出的刀翼，刀翼上固定安设有切削齿，所述切削齿至少有一颗为滚压刮切齿，所述滚压刮切齿由刮切单元和滚压单元组成，所述滚压单元以转动连接的方式安设于所述刮切单元上，所述滚压单元与所述刮切单元对岩石形成滚压和刮切的联合破岩方式，所述刮切单元固定在所述刀翼上。本发明能够在钻头钻进强研磨性、硬度高的地层中钻进时，解决钻头因切削齿齿刃磨损导致钻头快速失效、破岩效率低的问题，以起到减缓切削齿磨损提高钻头寿命以及辅助PDC齿破岩提高破岩效率的目的。
一种复合金刚石钻头

[发明专利]一种防环切的PDC钻头-CN202310049161.9有效
发明人：刘八仙;黄奎林;宋东东;张焱鑫;牛世伟 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2023-02-01 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： E21B10/54 文献下载
摘要：本发明涉及一种防环切的PDC钻头，包括钻头体、固定刀翼、PDC齿、喷嘴，钻头上设置至少有一个主刀翼，所述主刀翼由至少两个分段刀翼构成，分段刀翼在钻头周向位置相互错开，且分段刀翼在钻头径向覆盖区域存在至少一个重合区域，且重合区域达到切削结构径向布齿覆盖区域的10%以上。这样新型结构能增加钻头布齿区域，增加该区域内钻头的切削齿的密度，在一定程度上减小钻头环切的现象发生，增加钻头使用寿命，从而降低钻头的钻进成本。
一种防环切 pdc 钻头

[发明专利]一种刀翼上设置有被动旋转喷嘴的PDC钻头-CN201810654776.3有效
发明人： 黄奎林;杨迎新 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2018-06-22 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： E21B10/61 文献下载
摘要：一种刀翼上设置有被动旋转喷嘴的PDC钻头，包括钻头体、固定刀翼，在固定刀翼上设置有PDC齿，水孔或者固定喷嘴，其特征在于：在钻头的刀翼上至少设置有一个被动旋转喷嘴，所述刀翼上设置有喷嘴孔，被动旋转喷嘴与喷嘴孔形成转动连接，且喷嘴与钻头的切削轮廓线高度差d大于等于0，即d≥0，在钻头体内设置有液压马达与液压泵，这样使水力射流具有更高的瞬时冲击力，同时水力射流的区域随时变化，水力破岩范围拓宽，钻头通过射流剪切拉伸破岩与PDC齿刮切破岩两种方式的耦合破岩，提高钻头的破岩效率，同时提高钻头水力能量的利用率，从而提升钻头的综合性能。
一种刀翼上设置被动旋转喷嘴 pdc 钻头

[发明专利]一种具有模块切削元件的PDC钻头-CN202310000845.X在审
发明人： 黄奎林;李华;杨迎新;任海涛;牛世伟;陈炼 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2023-01-03 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： E21B10/43 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有模块切削元件的PDC钻头，包括钻头体，刀翼，PDC齿，喷嘴或水眼，其特征在于：钻头上设置有至少一个模块切削元件，所述模块切削元件包含至少2颗完整PDC齿和1颗连接齿，其中连接齿的外形需要根据完整PDC齿的形状来加工，且连接齿与完整PDC齿的相对高度h的取值范围为：0mm≤h≤20mm。模块切削元件可增加PDC齿的数量，提高钻头的布齿密度；同时模块切削元件代替多个单独PDC齿，增加PDC齿与钻头的固结空间，增加PDC齿与钻头体之间的固结强度，改善单个PDC齿的受力状态，降低单个PDC齿冲击失效概率；它能防止井底的岩脊磨损钻头本体，从而增加钻头本体的耐磨性能，延长钻头的使用寿命。
一种具有模块切削元件 pdc 钻头

[发明专利]一种环槽式PDC钻头设计方法-CN202211597745.1有效
发明人： 黄奎林;李华;杨迎新;牛世伟 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明涉及一种环槽式PDC钻头设计方法，是油气井钻井工具的设计方法，属于油气井钻井工具、破岩工具的设计学领域。该方法先通过室内实验获取岩石的抗压强度、塑性系数，再根据钻井工艺确定钻头直径，然后根据钻头直径确定环槽数量，继而根据岩石抗压强度来确定环槽的宽度及高度，最后根据岩石的塑性系数值确定环槽的径向位置。本发明将室内实验、分类讨论以及数字计算相结合的方式来设计钻头环槽结构参数，为环槽式PDC钻头的个性化设计提供理论支撑，从而提高环槽式PDC钻头适用范围。
一种环槽式 pdc 钻头设计方法

[发明专利]一种适用于PDC钻头的扭矩自适应冲击工具-CN202211498105.5有效
发明人：牛世伟;杨迎新;李皋;黄奎林;张春亮;任海涛;陈炼 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： E21B7/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于PDC钻头的扭矩自适应冲击工具，包括PDC钻头，旋转驱动动力装置以及PDC钻头上方的扭矩自适应冲击工具，扭矩自适应冲击工具处于PDC钻头和旋转驱动动力装置之间，所述扭矩自适应冲击工具包括外壳体、上端盖，主轴、弹性元件、上冲击体以及下冲击体。本发明中钻头在正常工作时工具对钻头不产生冲击，而是随旋转驱动动力装置一起旋转进行钻进，当钻头所需破岩扭矩超过驱动扭矩时冲击工具才对钻头进行冲击，这种根据驱动扭矩和阻力扭矩大小决定是否产生冲击的工作方式，可以降低PDC齿冲击次数，提高PDC齿寿命，也可以减缓PDC钻头的粘滑，保护PDC齿和上部钻具，旋转冲击还可以提高钻头的破岩效率。
一种适用于 pdc 钻头扭矩自适应冲击工具

[发明专利]接触网电动隔离开关三线电缆直控单元-CN202211364656.2在审
发明人：胡义军;何祥照;廖赟;白银春;李勇;陈刚;张少荣;王健;白毅刚;廖瑞;黄奎林;范洁;廖仁桃;袁强 -专利权人：成都锦城和创电气设备有限公司;四川瑞峰轨道交通设备有限公司
申请日： 2022-11-02 - 公布日： 2023-01-20 - 主分类号： H02J13/00 文献下载
摘要：本申请公开了一种接触网电动隔离开关三线电缆直控单元，涉及轨道交通供电领域。所述单元包括微机保护监控装置、接触网电动隔离开关操作机构、高压隔离变压器和一根三芯电缆，并通过对它们的具体结构设计，创新构建三组件接触网电动隔离开关操作机构和三线电缆直控模式，并采用外部电缆物理隔离工作电源和监控装置、交流半波电流驱动方向电流继电器的信号采集方式、控制与监视电源不同制式、不同电压等级、分闸回路与合闸回路独立和操作回路实时监视等技术手段，实现隔离开关分/合闸安全可靠控制和实时监视，大幅度节约有色资源和安装运维成本，满足连接电缆及操作机构运行可靠和运维免检测、基本免维护的顾客第一需求，社会经济效益特别巨大。
接触电动隔离开关三线电缆单元

[发明专利]一种强攻击性PDC钻头-CN202211310299.1在审
发明人：牛世伟;杨迎新;李皋;黄奎林;张春亮;李扬;高剑峰 -专利权人：西南石油大学;成都为一石油科技有限公司
申请日： 2022-10-25 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： E21B10/54 文献下载
摘要：本发明公开了一种强攻击性PDC钻头，包括钻头体、刀翼及刀翼上布置的PDC齿，钻头体上设置有喷嘴，所述PDC齿以刮切方式破岩，以过PDC齿与岩石接触的最低点做岩石的法线，法线将PDC齿切削路径上的岩石分为已切削部分和未切削部分，PDC钻头上至少有一颗PDC齿在切削岩石时其工作面全部处于已切削岩石部分一侧。本发明的PDC钻头，可以强化钻头的攻击性，提高钻头吃入岩石的能力，提高钻头破岩效率，同时可以使喷嘴对PDC齿进行良好的冷却和冲洗，降低钻头泥包的风险。
一种攻击性 pdc 钻头

[发明专利]一种PDC齿及采用该齿的PDC钻头-CN202211226759.2在审
发明人： 黄奎林;李华;杨迎新;牛世伟 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2022-10-09 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： E21B10/46 文献下载
摘要：本发明公开了一种PDC齿及采用该齿的PDC钻头，PDC齿从上至下设置有聚晶金刚石平面薄层、硬质合金层、聚晶金刚石曲面层、硬质合金层、聚晶金刚石平面层、硬质合金层，其中包括三个工作面，所述聚晶金刚石平面薄层构成第一工作面，所述聚晶金刚石曲面层构成第二工作面，所述聚晶金刚石平面层构成第三工作面。在较软地层中，由第一工作面切削地层；在中硬地层中，由二工作面继续切削地层；在硬地层中，由第三工作面继续切削地层。三层聚晶金刚石层根据不同的地层条件来发挥作用，既保留了PDC齿在软地层破岩效率高的特点，又增强PDC齿在难钻地层的吃入及抗冲击能力，提高钻头的破岩效率和延长使用寿命，从而降低钻井成本。
一种 pdc 采用钻头

[发明专利]一种冲击方式下岩石的可钻性测试装置及实验方法-CN202110402832.6有效
发明人： 黄奎林;杨迎新;李皋 -专利权人：西南石油大学;成都为一石油科技有限公司
申请日： 2021-04-14 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G01N3/38 文献下载
摘要：一种冲击方式下岩石的可钻性测试装置及实验方法，其特征在于：测试装置包括机架、电锤、连杆、微型钎头、扶正器、加压连接装置、岩石加持装置，位移传感器。本发明提供一种冲击方式下岩石的可钻性测试装置，能够模拟钎头冲击方式破碎岩石过程，为岩石冲击条件下可钻性测试提供装备；实验方法中考虑到岩石在冲击破碎过程中脆性特点，采用固定微型钎头的作用时间，通过微型钎头的位移来区分不同岩样的可钻性级别，同时考虑钎头静态与动态冲击两种模式，测试结果与实际钻井条件更加吻合。
一种冲击方式岩石可钻性测试装置实验方法

[发明专利]井底岩石支撑维度的计算方法-CN201911058659.1有效
发明人： 黄奎林;杨迎新 -专利权人：西南石油大学;成都为一石油科技有限公司
申请日： 2019-11-01 - 公布日： 2022-07-05 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种井底岩石支撑维度的计算方法，属于油气井钻井工具设计领域。该方法考虑井底岩石形貌的差别，从岩石本来的受力状况出发，区域岩石受到周围岩石的压力、下部岩石的支持力、上部岩石的覆盖力，区域岩石的受力状况与区域的体积、周围岩石体积相关，提出一种井底岩石支撑维度的计算方法，能够定量的描述井底不同形貌的岩石，为钻头的布齿设计提供依据，从而提高钻头的综合性能。
井底岩石支撑维度计算方法

[发明专利]一种交叉切削PDC钻头及设计方法-CN202210075955.8在审
发明人：杨迎新;刘畅;蔡灿;李纪锐;任心禹;牛世伟;黄奎林 -专利权人：西南石油大学;成都为一石油科技有限公司
申请日： 2022-01-23 - 公布日： 2022-05-24 - 主分类号： E21B10/43 文献下载
摘要：本发明公开了一种交叉切削PDC钻头及设计方法，属于石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻探设备用破岩工具领域，包括钻头体和固结在钻头体上的固定切削结构，固定切削结构上布置有第一组切削齿，钻头上还包括具有第二组切削齿的活动切削结构、轴向往复运动发生器和传动机构，活动切削结构在轴向往复运动发生器及传动机构的共同作用下，使活动切削结构上的第二组切削齿在随钻头体作周向运动的同时还产生径向位置的往复变化。当钻头在井下旋转钻进时，第一组切削齿、第二组切削齿在井底上的切削运动轨迹相互交叉，实现交叉切削，提高钻头的破岩效率和侵入能力。
一种交叉切削 pdc 钻头设计方法

[发明专利]一种硬质合金齿及固齿方法-CN202111075379.9有效
发明人：牛世伟;黄奎林;杨迎新;包泽军;张春亮;蒋龙;刘洋洲 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2021-09-14 - 公布日： 2021-12-07 - 主分类号： E21B10/16 文献下载
摘要：一种硬质合金齿及固齿方法，属于属于石油天然气钻探工程、矿山工程、建筑基础工程施工、地质钻探、隧道工程、水文及非开挖等技术设备领域，具体涉及一种硬质合金齿及固齿方法，硬质合金齿上设置一个台阶面，齿圆周面上至少设置有3个均匀分布的贯通槽，在硬质合金齿底面设置有至少1条凸棱，且硬质合金齿台阶面直径尺寸的取值范围为：0.01mm≤d1‑d2≤10mm，其中d2为台阶小面的直径，d1为台阶大面的直径。先依靠过盈压入齿孔，再用钎料填满齿空与齿之见的空隙，通过多种方式来固定硬质合金齿，增加硬质合金齿钎焊接触区域，增加齿的固齿强度，降低硬质合金齿掉落井底的风险。
一种硬质合金方法

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