[发明专利]可补偿的钻井钻头装置及方法

说明书

本发明涉及一种可补偿的钻井钻头装置及方法。其技术方案是是：钻杆挺进体的中心孔内设有钻具载体，且钻具载体与钻杆挺进体之间形成循环液通道；所述钻具载体的中心承载孔内设有中心耗费体；所述中心耗费体上设有主钻头装置和备用钻头装置，主钻铣钻头的内表面卡合在钻杆挺进体末端设有的钻头防扭容刀槽。有益效果是：本发明设计多个备用钻头装置与主钻头装置一次性安装到钻杆下入井下进行钻井作业，在主钻头装置失效时，将备用钻头装置移出，从而形成新的钻铣钻头，避免了一次或者多次的上提钻杆更换钻头的作业，从而大幅的降低了作业时间，提高了有效钻井的效率；同时也减低了作业费用，提高了钻井的经济效益，降低了钻井成本。

技术领域

本发明涉及一种可补偿的钻井钻头装置及方法，特别涉及一种可移动补偿式钻头装置。

背景技术

在钻井过程中钻头是破碎岩石的主要工具，井眼是由钻头破碎岩石而形成的。一个井眼形成得好坏，所用时间的长短，除与所钻地层岩石的特性和钻头本身的性能有关外，更与钻头和地层之间的相互匹配程度有关。钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着重要作用。PDC钻头是当今石油和天然气勘探开发行业广泛使用的一种破岩工具，它有效地提高了机械钻具，缩短了钻井周期。但是，在实际生产中，一般石油井深有几百米到几千米，甚至上万米，在这个工序中，虽然PDC钻头耐磨耐用，但是仍然存在着因为钻头的磨损而反复起下钻杆的问题，几千米甚至上万米的深度，来回起下钻杆更换钻头，就需要耗费大量的时间，降低了有效钻井的时间，大部分时间都用在了起钻杆管柱，和下钻杆管柱，实际上更换钻头的时间非常短，这就会浪费大量的人力、物力和财力。

目前，大部分创新都用在了钻头的改进，提高了钻头的使用寿命，但是没有人去想如何降低起下管柱的时间，从而大幅缩短更换钻头的时间。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种可补偿的钻井钻头装置及方法，采用携带一个或一个以上的备用钻头的新结构，在主钻头磨损报废或接近失效的时候，上提一小段距离的钻杆，将备用钻头释放，形成新的钻头，这样，大幅的减少了起下管柱的作业次数，从而节省了大量时间，提高了钻井的有效时间。

本发明提到的一种可补偿的钻井钻头装置，其技术方案是是：包括钻杆挺进体（1）、钻具载体（2）、中心耗费体（3）、主钻铣钻头（4）、备用钻头展开机构（6）、备用钻头转轴（7）、备用钻头支撑杆（8）、传力扭矩条（9）、循环液通道（10）、备用钻铣钻头（11）、钻头防扭容刀槽（12）、备用钻头展开活动槽（14）、第一钻头展开活动槽（15）、第一钻头展开轴（16）、第一支撑杆（17）、第一钻头展开弹簧（18）、第一钻头转轴（19），在钻杆挺进体（1）的后端设有用于连接钻杆的外螺纹（13），钻杆挺进体（1）设有中心孔，中心孔内设有钻具载体（2），且钻具载体（2）与钻杆挺进体（1）之间形成循环液通道（10）；所述钻具载体（2）内设有中心承载孔，中心承载孔内设有传力扭矩条（9），中心承载孔通过传力扭矩条（9）连接中心耗费体（3）；所述中心耗费体（3）上设有主钻头装置和备用钻头装置，前端的主钻头装置包括第一钻头展开活动槽（15）、第一钻头展开轴（16）、第一支撑杆（17）、第一钻头展开弹簧（18）、第一钻头转轴（19）和主钻铣钻头（4），主钻铣钻头（4）通过第一钻头转轴（19）连接在中心耗费体（3）的中心前端，主钻铣钻头（4）的中部通过第一支撑杆（17）和第一钻头展开弹簧（18）连接到第一钻头展开轴（16），且第一钻头展开轴（16）在第一钻头展开活动槽（15）内移动，所述主钻铣钻头（4）的内表面卡合在钻杆挺进体（1）末端设有的钻头防扭容刀槽（12），提高主钻铣钻头（4）的扭力。

优选的，上述备用钻头装置包括备用钻头展开活动槽（14）、备用钻头展开机构（6）、备用钻头转轴（7）、备用钻头支撑杆（8）、备用钻铣钻头（11），所述备用钻铣钻头（11）通过备用钻头支撑杆（8）连接备用钻头转轴（7），备用钻铣钻头（11）的中部通过备用钻头展开机构（6）与备用钻头展开活动槽（14）配合，将备用钻头展开机构（6）压缩，使备用钻铣钻头（11）安设在中心孔的传力扭矩条（9）上部。