[发明专利]发汗冷却PDC钻头

说明书

技术领域

本发明有关于一种PDC钻头，尤其有关于一种自掩埋钻探领域中应用的发汗冷却PDC钻头。

背景技术

自掩埋钻井是先由钻头破碎岩石，再经过机械装置将岩屑带到井筒上部压实，实现边钻井边掩埋的钻井新技术。相对于现有的钻井技术，自掩埋钻井具有无钻机、无钻井液、无污染、自动掩埋的特点。钻头作为自掩埋钻井的破岩工具，切削齿的冷却是非常突出和急需解决的难题。在自掩埋钻井过程中钻头切削齿干钻井底岩石，切削齿的温度会迅速急剧升高，由于没有钻井液冷却，当温度达到一定高温时切削齿磨损速度大大加快，甚至失效，钻头寿命则大大降低。常规钻井中，钻头切削齿是由循环的钻井液实现冷却的，通过钻井液的快速流动，带走切削齿的热量，降低切削齿温度，提高钻头寿命。因此，常规钻井的钻头不适合自掩埋钻井。

因此，有必要提供一种新的PDC钻头，来克服上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发汗冷却PDC钻头，可应用在无钻井液的自掩埋钻井中，其切削齿可有效扩散热量，降低切削齿温度，提高PDC钻头的使用寿命。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种发汗冷却PDC钻头，其包括：

钻头本体，其内设有沿轴向贯通的通孔，所述钻头本体上开设有环形的储存腔，所述储存腔内设有活塞；

多个刀翼，其沿圆周方向等间隔连接在所述钻头本体的端部，所述刀翼内设有冷却介质流道，所述冷却介质流道与所述储存腔相连通，所述刀翼的一侧并排设有多个切削齿，所述切削齿上设有多个发汗通孔，所述发汗通孔与所述冷却介质流道相连通。

在优选的实施方式中，所述发汗通孔的直径为200μm～400μm。

在优选的实施方式中，所述发汗通孔与所述切削齿的轴线之间的夹角为25°～50°。

在优选的实施方式中，所述切削齿为圆柱体形，其外表面贴设有聚晶金刚石层。

在优选的实施方式中，所述活塞与所述储存腔的内壁之间设有导向套。

在优选的实施方式中，所述活塞与所述储存腔的内壁之间设有挡圈和密封圈。

在优选的实施方式中，所述钻头本体远离所述刀翼的一端形成有连接头，所述连接头上开设有轴向的进油孔，所述进油孔与所述储存腔相连通。

在优选的实施方式中，所述钻头本体内设有连通孔，所述储存腔通过所述连通孔与所述冷却介质流道相连通。

本发明的发汗冷却PDC钻头的特点及优点是：该发汗冷却PDC钻头，当切削齿温度很高需要冷却时，通过向储存腔的注油腔充入液压油，使得注油腔压力增大，活塞移动，使储存腔的冷却介质储存腔中的冷却介质通过发汗通孔流出，实现对切削齿的发汗冷却；当切削齿温度下降到一定温度不需要冷却时，停止向注油腔内充入液压油，注油腔压力减小并消失，因发汗通孔直径很小，在无外界压力下冷却介质无法在发汗通孔中自行流动，由此一来，既可大大减少冷却介质的流失，又能有效控制切削齿的温度，还能提高PDC钻头的使用寿命，该发汗冷却PDC钻头能够克服现有钻头存在的缺点，满足自掩埋钻井对钻头切削齿的冷却要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的发汗冷却PDC钻头的立体图。

图2为本发明的发汗冷却PDC钻头的半剖视图。

图3为本发明的发汗冷却PDC钻头的切削齿的立体图。

图4为本发明的发汗冷却PDC钻头的切削齿的剖面图。

图5为本发明的发汗冷却PDC钻头连接的液压系统的原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。