[发明专利]破碎锤复合切削PDC钻头

说明书

技术领域

本发明涉及钻井勘探工具的技术领域，尤其涉及一种破碎锤复合切削PDC钻头，工作时对岩石即有切削，又有辗压，还要破碎锤击，可以提高钻井速度，同时更实用于超硬耐磨地层以及砾石地层。

背景技术

在油气田开发的过程中，钻井的速度和效率决定着开发油田的快慢。在钻井的过程中，当遇到研磨极高的地层，很容易造成PDC钻头速度慢，PDC复合片磨损快，钻头寿命短的问题，此时无论是使用牙轮钻头还是孕镶钻头都会增加钻井周期，钻井成本，而往往极硬地层的岩石是类似于石英砂岩地层，虽然硬度大，但是塑性差，粘性差，此时使用锤击和辗压的工艺可使其结构发生变化，利于切削。

另个问题就是在砾石地层时，PDC钻头的复合片承受不规则的冲击，钻头每旋转一圈都要受到一次冲击，使PDC钻头寿命大大缩短，造成钻头报废，同样也容易出现鳖钻，断刀翼事故。

要解决这种问题，就得从改变常规钻头的结构，研发出一种钻头，可以对岩石进行切削，辗压，破碎三个功能同时交替进行，针对以上钻井难题将会得到一定的改进成效，达到攻克的目的，钻头就会对以上的问题进行很好的解决。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种破碎锤复合切削PDC钻头，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种破碎锤复合切削PDC钻头，其为了解决在钻井过程中超硬地层，岩石磨耗比高，岩石不易切削，钻头破岩速率低，磨损快，钻头寿命短的技术难题，以及克服砾石地层钻头先期损坏的缺陷，还能提高钻头寿命，提升钻井速度，降低钻井成本。

为解决上述问题，本发明公开了一种破碎锤复合切削PDC钻头，至少包括钻头本体和破碎锤，其特征在于：

所述钻头本体设有多条钻头刀翼，在钻头刀翼上布置有切削岩石的多个PDC切削齿，所述钻头本体设置有内流道，所述钻头本体在钻头刀翼之间设有多个清洗孔，所述内流道的前端与清洗孔连通，在钻头本体上设有至少一个破碎锤，所述破碎锤包含锤本体，所述锤本体的表面布置有多个切削单元。

其中：各清洗孔内布置有保护钻头本体不受冲蚀损坏并能调节流量大小的活动喷嘴，所述活动喷嘴通过密封圈密封安装于清洗孔中，能保护钻头本体不被流体冲蚀失效。

其中：所述锤本体的内部加工有轴段，所述轴段可旋转设置于一轴承座的前端，所述轴承座的后端固定于钻头本体上的安装孔，并连通于内流道。

其中：所述轴承座和锤本体之间设有轴承滚珠和密封圈，所述锤本体内还设有供轴承滚珠置入的滚珠槽。

其中：于钻头本体内流道内安装冲击发生器，所述冲击发生器由冲击力传递阀板，冲击锤体，气缸，活塞，阀塞，阀板，阀芯，阀销，分流阀柜，弹簧和流体分流端盖组成。

其中：所述冲击力传递阀板连接于冲击锤体上，所述冲击锤体安装于气缸内，所述气缸滑动套设于活塞，所述活塞的后端依次设有阀塞、阀板和阀芯，所述阀塞凸设有阀销，所述阀芯设有分流阀柜，所述流体分流端盖设置于阀芯后端且设有抵触于阀芯的弹簧。

其中：轴承座直接固定或者焊接与钻头本体上，钻头旋转工作时，破碎锤绕轴旋转，对岩石进行挤压和辗压。

其中：钻头本体的后部设有破碎冲击器，所述破碎冲击器通过套管外接于钻头本体，并接触轴承座以实现破碎冲击。

其中：所述破碎冲击器的组成部件有接头，逆止阀，弹簧，逆流阀座，减震器总成，流体分配管座，安装流体管，外套管，活塞和冲击头。

通过上述结构可知，本发明的破碎锤复合切削PDC钻头具有如下效果：

1、动力来源可为钻井液或者钻井压缩空气，为流体驱动，具有良好的动力来源，可以持续长久的工作；

2、在工作时通过自身运动可以有效的对岩石进行辗压，破碎，保护刀翼上的PDC复合片不受冲击破坏；

3、通过冲击发生器，当流体从钻头流道流过时，持续发生撞击能力，时破碎锤高频敲打岩石，破碎岩石，钻头在工作时对地层先进行敲打破碎，然后辗压时岩石结构发型塑性形变，PDC复合片切削去除岩石，三个功能同时进行，使钻头的钻井速度提高。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的破碎锤复合切削PDC钻头的其中一实施例的分解示意图。

图2显示了本发明另一实施例的分解示意图。

图3显示了本发明另一实施例的结构示意图。

图4显示了本发明的整体示意图。