[发明专利]一种具有转位刀翼的长寿命PDC钻头

权利要求书

1.一种具有转位刀翼的长寿命PDC钻头，其特征在于：包括钻头体、转位刀翼和转位刀翼支承体，所述转位刀翼支承体延伸自钻头体或固定在钻头体上，所述转位刀翼上设置有切削元件构成转位切削结构，所述刀翼支承体或转位刀翼上设置有转位轴，所述转位刀翼通过转位轴安装在所述钻头体和/或所述转位刀翼支承体上，所述转位刀翼具有初始工作位，以及相对初始工作位绕转位轴中心自转一定角度后的至少一个预设工作位，所述转位刀翼能够通过远程控制相对所述转位刀翼支承体由初始工作位经至少一次自转而转动至某一预设工作位并锁定，或由某一预设工作位经至少一次自转而转动至另一预设工作位并锁定。

2.如权利要求1所述的具有转位刀翼的长寿命PDC钻头，其特征在于：所述钻头体和/或转位刀翼支承体内部设置有必须的触发装置和可选的传动装置，所述触发装置受外部作用触发后直接驱动所述转位刀翼自转至预设工作位；或者触发装置启动所述传动装置，所述传动装置驱动所述转位刀翼自转至预设工作位。

3.如权利要求2所述的具有转位刀翼的长寿命PDC钻头，其特征在于：还包括限位和锁定机构，所述限位和锁定机构设于传动装置、转位刀翼支承体和转位刀翼中的一个或多个上，所述转位刀翼自转到预设工作位后，在所述限位和锁定机构的作用下暂停自转并暂时固定，直至触发装置的再次触发而自转至下一预设工作位并重新在所述限位和锁定机构的作用下暂停自转并暂时固定。

4.如权利要求2所述的具有转位刀翼的长寿命PDC钻头，其特征在于：触发装置包括地面投入的憋压球，以及设于钻头体和传动装置或转位刀翼之间的单级或多级单向式触发机构，单级单向式触发机构仅具有一层内、外滑套，多级单向式触发机构包括设于钻头体内钻井液流道内的至少两层内外嵌套的内、外滑套；内、外滑套顶面用以承接憋压球，位于最内层的滑套用以驱动传动装置或转位刀翼；各层滑套能够在其外层滑套内腔上下滑动，最外层滑套能够在钻井液流道内腔上下滑动，各层内、外滑套之间，以及最外层滑套与钻井液流道内壁之间均设有剪断销钉；各层内、外滑套腰部均设有连通内腔内外的通孔，且各层滑套在通孔上方设有限位孔，其外层外滑套在通孔下方对应设有限位销钉，限位销钉由弹性机构持续施加用以将其推入限位孔内的外推力。

5.如权利要求2所述的具有转位刀翼的长寿命PDC钻头，其特征在于：触发装置包括地面投入的憋压球，以及设于钻头体和传动装置或转位刀翼之间的往复式触发机构，往复式触发机构包括滑套、弹性机构和卡块，滑套设于钻头体内钻井液流道内并能在钻井液流道内腔限制区域内上下滑动，滑套在上下滑动中由弹性机构持续施加上滑推力；滑套腰部同一高度线上有沿周向设有若干个活动的卡块，卡块能相对滑套沿径向来回移动，卡块顶面用以承接憋压球；相对滑套上滑至最顶部位置时，钻井液流道内腔在卡块下方的具有一段内径扩大区域，当卡块随同滑套下滑至该区域时将在憋压球作用下外退至该区域内并释放憋压球；卡块顶面具有倾斜的推力面，该推力面用以在弹性机构对滑套施加上滑推力时，卡块随同滑套上滑的同时回缩至初始状态。

6.如权利要求2所述的具有转位刀翼的长寿命PDC钻头，其特征在于：所述传动装置是包含齿轮齿条的齿轮传动机构，或者是齿轮齿条机构与链传动机构和/或带传动机构结合而成的复合传动机构，齿轮传动机构包括齿条和齿轮组，齿轮组包括一个或多个齿轮，所述传动装置中的齿条由触发装置推动向下运动，齿条与一个齿轮啮合并驱动齿轮组中的其它齿轮，或驱动链传动机构和/或带传动机构，最终带动转位刀翼转动。