[发明专利]一种带有动力学数据采集功能的钻头及其使用方法

权利要求书

1.一种带有动力学数据采集功能的钻头，包括钻头(1)，其特征在于，所述钻头(1)包括：

多个切削组件，呈放射状设置在钻头本体(1)的头部，用于实现切削钻孔；

所述切削组件包括：

刀翼(2)，所述刀翼(2)与钻头本体(1)固定连接；

多个切削齿(3)，均匀设置在刀翼(2)上，所述切削齿(3)与刀翼(2)固定连接；

采集机构，设置在刀翼(2)的内部，用于获取钻头的转速、震动、温度状态信息；

控制器(4)，设置在刀翼(2)的内部，所述控制器(4)与采集机构电连接。

2.根据权利要求1所述的一种带有动力学数据采集功能的钻头，其特征在于，所述采集机构包括开设在刀翼(2)上的采集仓(21)，采集仓(21)的内部设有支撑架(22)，支撑架(22)与采集仓(21)连接，支撑架(22)上开设有多个放置槽(23)，放置槽(23)的内部分别设有传感器(24)、电池(25)、存储器(26)，控制器(4)也固定在放置槽(23)中，支撑架(22)沿轴线开设有排气孔(28)，采集仓(21)的外侧上还设有采集仓盖(29)，采集仓盖(29)与采集仓(21)可拆卸连接，控制器(4)分别与传感器(24)、电池(25)、存储器(26)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种带有动力学数据采集功能的钻头，其特征在于，所述传感器(24)包括转速传感器、振动传感器、温度传感器。

4.根据权利要求2所述的一种带有动力学数据采集功能的钻头，其特征在于，所述支撑架(22)上开设有多个环形凹槽(41)，环形凹槽(41)上套设有橡胶圈(42)，橡胶圈(42)的外侧与采集仓(21)的内壁贴合连接。

5.根据权利要求2所述的一种带有动力学数据采集功能的钻头，其特征在于，所述采集仓盖(29)靠近支撑架(22)的一端套设有密封圈(61)且与采集仓(21)螺纹连接，另一端与刀翼(2)截面平齐。

6.根据权利要求1所述的一种带有动力学数据采集功能的钻头，其特征在于，所述钻头本体(1)上均匀开设有多个水眼(71)，水眼(71)位于相邻的刀翼(2)之间，钻头本体(1)的内部开设有水腔(81)，水腔(81)靠近刀翼(2)的一端与分别与多个水眼(71)连通，另一端通过钻杆内部的管道与地上的水泵连接。

7.根据权利要求1-6任一一项所述的一种带有动力学数据采集功能的钻头的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，通过控制器(4)将支撑架(22)上的传感器(24)、存储器(26)、通电打开，再将支撑架(22)放入采集仓(21)中，使用采集仓盖(29)将采集仓(21)密封；

S2，当采集仓(21)内部的振动传感器检测的振动值大于5g或者转速传感器检测的转速值大于20rpm时，采集机构处于钻井模式，控制器(4)每10s-30s采集一次数据并写入存储器(26)；

S3，当采集仓(21)内部的振动传感器检测的振动值小于5g或者转速传感器检测的转速值小于20rpm并持续1-5min，采集机构处于地面模式，控制器(4)每4-8分钟采集一次数据并写入存储器(26)；

S4，待钻头一次钻探周期完成后，将其内部的支撑架取出后，再将存储器(26)中的信息数据导出。

8.根据权利要求7所述的一种带有动力学数据采集功能的钻头的使用方法，其特征在于，所述采集机构处于钻井模式时，控制器(4)每15s采集一次数据；采集机构处于地面模式时，控制器(4)每6分钟采集一次数据。