[发明专利]一种齿顶角度可调的钻头组件

说明书

本发明属于钻井技术领域，具体涉及一种齿顶角度可调的钻头组件，包括：刀座；多个主刀翼，各所述主刀翼自所述刀座的中心向所述刀座的边缘呈放射状布置；主刀翼的顶面为斜面，以使所述刀座转动时各主切削齿的切削路径你能够形成一锥形轨迹；主刀翼与所述刀座的径线之间的夹角为可调式设置，以使所述锥形轨迹的锥度可调。本发明将刀翼设置为活动式结构，通过改变刀翼的径向角度能够使刀翼在圆周方向任意截面上的投影变短或变长，由由于刀翼的顶面为斜面，因此当刀翼投影变短或变长时，其顶面的投影角度将发生变化，而投影反映的是刀翼的切削路径，因此实现刀翼切削路径的锥度变化，使钻头无需更换就能够适应不同硬度的岩层，提高了钻进效率。

技术领域

本发明属于钻井技术领域，具体涉及一种齿顶角度可调的钻头组件。

背景技术

钻井作业过程中，针对不同性质的地层选取不同规格的钻头，是提高钻进效率的必要手段之一，钻头端部倾角是影响钻进效率的主要参数之一，针对不同硬度和质地的岩层，选取不同倾角的钻头能够大幅提高钻进速度。每次钻井作业往往需要经历多种不同的岩层，然而现有技术中的钻头，其顶端倾角一般都是固定的，这就需要在钻进过程中反复升井，并更换相应的钻头，严重影响钻进效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能改变钻头切削倾角、提高钻进效率的齿顶角度可调的钻头组件。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种齿顶角度可调的钻头组件，包括：

刀座；

多个主刀翼，安装于所述刀座的顶端，所述主刀翼的顶面的一侧设有主切削齿，所述主切削齿为多个，多个所述主切削齿并沿所述主刀翼的顶面边缘阵列布置，各所述主刀翼自所述刀座的中心向所述刀座的边缘呈放射状布置；

所述主刀翼的顶面为斜面，且该斜面自所述刀座的中心向所述刀座的边缘逐渐远离所述刀座的端部，以使所述刀座转动时各主切削齿的切削路径你能够形成一锥形轨迹；

所述主刀翼与所述刀座的径线之间的夹角为可调式设置，以使所述锥形轨迹的锥度可调。

在本发明的一可选实施例中，所述刀座中心设有通孔，所述通孔内设有转轴，所述转轴与所述刀座转动连接，所述转轴的顶端与所述刀座的顶端平齐，所述主刀翼的内端与所述转轴的顶端铰接，所述主刀翼的外端与所述刀座的顶端滑动铰接。

在本发明的一可选实施例中，所述主刀翼上与所述刀座贴合的一侧设有圆孔和条形孔，所述条形孔的内壁上设有限位槽，所述条形孔的一端设有连通至所述限位槽的缺口部，所述刀座上固定设有T型销，所述T型销从所述缺口部插入所述条形孔并与所述限位槽构成滑动配合；所述转轴上固定设置有圆柱销，所述圆柱销与所述圆孔构成转动配合。

在本发明的一可选实施例中，还包括钻杆连接部，所述钻杆连接部与所述刀座和所述转轴同轴设置，所述钻杆连接部与所述刀座和所述转轴之间设有传动装置，所述传动装置被装配为能够在以下工位间进行切换：工位一，所述转杆连接部驱动所述刀座与所述转轴保持第一相对角度同步转动；以及工位二，所述钻杆连接部驱动所述刀座与所述转轴保持第二相对相对角度同步转动。

在本发明的一可选实施例中，所述传动装置包括所述转轴上设置的第一挡壁和第二挡壁，所述第一挡壁和第二挡壁沿所述转轴的周向间隔预设角度，所述预设角度等于所述第一相对角度与第二相对角度之间的角度差；所述传动装置还包括所述刀座上设置的第三挡壁，当所述第一挡壁与所述第三挡壁平齐时，所述刀座与所述转轴处于所述第一相对角度，当所述第二挡壁与所述第三挡壁平齐时，所述刀座与所述转轴处于所述第二相对角度；所述第一挡壁和所述第二挡壁沿所述转轴的轴向顺序布置；所述钻杆连接部上设有第一挡块和第二挡块，所述第一挡块和第二挡块沿所述钻杆连接部的轴向相互平齐，所述钻杆连接部相对于所述刀座和所述转轴沿轴向活动设置，以使所述第一挡块能够在第一挡壁和第二挡壁之间进行切换，当第一挡块在第一挡壁和第二挡壁之间切换时，所述第二挡块始终处于所述第三挡壁的对应区域内。