[发明专利]一种可提升与钻杆连接可靠性的PDC钻头

说明书

本发明公开了一种可提升与钻杆连接可靠性的PDC钻头，包括上部的连接柄及与连接柄下端相连的钻削部，所述连接柄呈圆筒状，且连接柄上还设置有用于连接柄与钻杆螺纹连接的外螺纹，所述钻削部上设置有多个刀翼，所述连接柄为其上设置有一个台阶的阶梯轴状结构，台阶上侧的连接柄段落直径小于台阶下侧的连接柄段落直径；所述外螺纹设置于台阶下侧的连接柄段落上，所述台阶上侧的连接柄段落的外侧还设置有条形棱，所述条形棱呈条状，且条形棱的长度方向平行于连接柄的轴线方向；所述条形棱朝台阶的投影落在台阶的边缘以内。本PDC钻头的结构设计可改善PDC钻头与钻杆连接的可靠性。

技术领域

本发明涉及地质钻探设备技术领域，特别是涉及一种可提升与钻杆连接可靠性的PDC钻头。

背景技术

现有技术中，PDC钻头被广泛运用于石油钻井过程中，由于在PDC钻头工作过程中需要尽可能使得钻头表面清洁，即不出现钻头包泥情况；使得钻头与钻杆之间具有理想的防松性能，故现有技术中，作为PDC钻头的配套装置的水压设备是PDC钻头正常工作的保障设备，钻头连接可靠性设计亦是钻头优化设计的重要方向。

进一步优化PDC钻头的结构设计，以改善PDC钻头的性能，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述提出的进一步优化PDC钻头的结构设计，以改善PDC钻头的性能，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题的问题，本发明提供了一种可提升与钻杆连接可靠性的PDC钻头，本PDC钻头的结构设计可改善PDC钻头与钻杆连接的可靠性。

本方案的技术手段如下，一种可提升与钻杆连接可靠性的PDC钻头，包括上部的连接柄及与连接柄下端相连的钻削部，所述连接柄呈圆筒状，且连接柄上还设置有用于连接柄与钻杆螺纹连接的外螺纹，所述钻削部上设置有多个刀翼，所述连接柄为其上设置有一个台阶的阶梯轴状结构，台阶上侧的连接柄段落直径小于台阶下侧的连接柄段落直径；所述外螺纹设置于台阶下侧的连接柄段落上，所述台阶上侧的连接柄段落的外侧还设置有条形棱，所述条形棱呈条状，且条形棱的长度方向平行于连接柄的轴线方向；所述条形棱朝台阶的投影落在台阶的边缘以内。

本方案中，所述连接柄为本钻头与钻杆的连接件，采用在连接柄上设置外螺纹，且外螺纹位于所述台阶的下侧，这样，钻头与钻杆的连接通过一颗螺帽实现：在钻杆的下端亦设置外螺纹，所述螺帽在转动过程中，同时与钻头和钻杆螺纹连接。

本方案中，设置为所述台阶的上端还设置有条形棱，同时通过限定条形棱朝台阶的投影落在台阶的边缘范围以内，旨在实现所述条形棱不影响连接柄与钻杆通过螺帽连接，同时在实现连接柄与钻杆连接时，通过在钻杆的下端设置于条形棱配合的条形槽，这样，可通过条形棱受剪在钻头与钻杆之间传递转矩，而本身条形棱受剪在连接柄正反转过程中均可实现，故本方案相较于传统的螺纹连接形式可使得钻头与钻杆具有更为可靠的连接性能。

更进一步技术方案为：所述钻削部上设置有多个刀翼，所述刀翼相互之间相对于连接柄的轴线呈环形均布，且刀翼的下端之间围成位于钻削部下端的底部槽，还包括开设于钻削部上的多个排泥孔，所述排泥孔的下端与底部槽的顶部相接，所述排泥孔的上端延伸至连接柄与钻削部的相接位置。

本方案中，所述刀翼为钻削部上直接用于与岩土作用以实现钻削的部件，本方案中，多个刀翼环形均布且在钻削部的下端围成底部槽，在钻头工作过程中，钻头与岩土作用所产生的钻泥可由各排泥孔中排至连接柄与钻削部的相接位置，而以上相接位置相当于为钻头的缩颈位置，故采用本方案，在不影响刀翼数量、尺寸和布局的情况下，可增大钻泥排出通道的截面尺寸，从而达到改善PDC钻头与钻杆连接的可靠性的目的。

为避免在钻头上形成应力集中，设置为：所述连接柄的侧面与钻削部的侧面均为光滑面，且连接柄与钻削部通过光滑面相接。

为使得钻头在工作过程中各点受力更为均匀，多个排泥孔相对于连接柄的轴线呈环形均布关系。