全文摘要
本实用新型公开了一种保径块可更换的PDC钻头，包括接头、基体、刀翼、切削齿和保径块，基体的后部与接头连接，多个刀翼围绕设于基体的前端，多个切削齿设于刀翼上，保径块由圆环本体及设于圆环本体上的多个凸块组成，保径块通过锁紧螺钉安装于基体的前部并紧靠置于刀翼的后方，保径块的多个凸块与多个刀翼一一对应。本实用新型将传统PDC钻头的保径段重新设计为与基体连接的独立保径块，保径块可以根据需要的形状和尺寸独立设计，能够实现保径块的快速装拆，从而使PDC钻头具有更适合钻井应用条件的保径块结构形式，提高了钻头选型与应用的灵活性；同时，更换保径块提高了胎体式钻头的可修复性，提高了钻头的利用率，降低了钻头成本。
主设计要求
1.一种保径块可更换的PDC钻头，包括接头、基体、刀翼和切削齿，所述基体的后部与所述接头连接，多个所述刀翼围绕设于所述基体的前端，多个所述切削齿设于所述刀翼上，其特征在于：还包括保径块，所述保径块由圆环本体及设于所述圆环本体上的多个凸块组成，所述保径块通过锁紧螺钉安装于所述基体的前部并紧靠置于所述刀翼的后方，所述保径块的多个凸块与多个所述刀翼一一对应。
设计方案
1.一种保径块可更换的PDC钻头，包括接头、基体、刀翼和切削齿，所述基体的后部与所述接头连接，多个所述刀翼围绕设于所述基体的前端，多个所述切削齿设于所述刀翼上，其特征在于：还包括保径块，所述保径块由圆环本体及设于所述圆环本体上的多个凸块组成，所述保径块通过锁紧螺钉安装于所述基体的前部并紧靠置于所述刀翼的后方，所述保径块的多个凸块与多个所述刀翼一一对应。
2.根据权利要求1所述的保径块可更换的PDC钻头，其特征在于：所述基体的前部位于多个所述刀翼后方的位置分别设有基体螺孔，所述保径块上设有保径块螺孔，所述锁紧螺钉由外而内依次穿过所述保径块螺孔和所述基体螺孔。
3.根据权利要求2所述的保径块可更换的PDC钻头，其特征在于：所述保径块螺孔穿过所述保径块的凸块且其外端设有直径更大的盲孔，所述锁紧螺钉的螺帽置于所述盲孔内且其外表面与对应的所述保径块的凸块的外表面齐平或低于对应的所述保径块的凸块的外表面。
4.根据权利要求2所述的保径块可更换的PDC钻头，其特征在于：所述基体螺孔为盲孔。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种钻井用的PDC钻头，尤其涉及一种保径块可更换的PDC钻头。
背景技术
PDC(即聚晶金刚石复合片)钻头是石油天然气开发钻井的重要工具，其基本结构包括接头、基体、刀翼、切削齿，基体的后部与接头连接，一般一体成型，也可以焊接连接，基体的前部设有保径段，多个刀翼围绕设于基体的前端上，多个切削齿设于刀翼上，基体的前端位于其中两个相邻刀翼之间的位置设有与内部的水眼孔连通的喷嘴，用于向切削齿部分喷射钻井液。PDC钻头的保径段作为PDC钻头的重要组成部分，对钻头的使用效果具有重要影响。直井应用中，长的保径段有助于提高钻头的横向稳定性，减少动态不稳定对钻头切削齿造成的损坏，达到延长钻头使用寿命的目的；但是过长的保径段也会增加其外壁与井壁的摩擦力，导致钻机的转盘或顶驱扭矩过大；另外，过长的保径段也会降低井底岩屑的排出效率，使钻头泥包的风险增加。定向井应用中，为了提高钻头稳定性进而提高钻头的导向性，钻头设计工程师逐渐摒弃了定向井钻头采用短保径段的设计理念，保径段的长度越来越长，但是，为了减少长保径段外壁与井壁的磨擦，降低反扭矩，提高定向工具面稳定性，这种长的保径段往往会做成锥度保径段或阶梯保径段等。
不同的应用环境对PDC钻头保径段的结构形式提出了不同的要求，这种多样化的需求给PDC钻头的设计和使用均带来了不便，在PDC钻头种类(即不同长度和形状的保径段的PDC钻头)较少的情况下，很难适应不同应用环境的需求；而购买较多种类的PDC钻头，则会提高成本，增加企业负担，因为PDC钻头的切削齿是最贵的部件，因为需要不同类型的保径段而提高整个PDC钻头的购买成本对于企业来说是不划算也不愿意的。同样，在PDC钻头保径段磨损或损坏后也需要更换PDC钻头，同样存在高成本问题。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用较低成本满足不同保径段需求的保径块可更换的PDC钻头。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
一种保径块可更换的PDC钻头，包括接头、基体、刀翼和切削齿，所述基体的后部与所述接头连接，多个所述刀翼围绕设于所述基体的前端，多个所述切削齿设于所述刀翼上，所述保径块可更换的PDC钻头还包括保径块，所述保径块由圆环本体及设于所述圆环本体上的多个凸块组成，所述保径块通过锁紧螺钉安装于所述基体的前部并紧靠置于所述刀翼的后方，所述保径块的多个凸块与多个所述刀翼一一对应。
上述结构中，保径块的凸块的形状、数量与实际需要的钻头保径段相应；保径块的圆环本体和凸块优选一体成型，也可以焊接；基体的前部直径相比传统PDC钻头的基体前部的保径段的直径可能会要小一些，以便于安装独立的保径块；本实用新型的重点是将传统PDC钻头的保径段分离出来形成独立的保径块，通过锁紧螺钉安装实现保径块快速装拆的目的，以便于更换不同形状和尺寸的保径块。
具体地，所述基体的前部位于多个所述刀翼后方的位置分别设有基体螺孔，所述保径块上设有保径块螺孔，所述锁紧螺钉由外而内依次穿过所述保径块螺孔和所述基体螺孔。
作为优选，为了稳固连接保径块并避免锁紧螺钉对保径块正常使用的影响，所述保径块螺孔穿过所述保径块的凸块且其外端设有直径更大的盲孔，所述锁紧螺钉的螺帽置于所述盲孔内且其外表面与对应的所述保径块的凸块的外表面齐平或低于对应的所述保径块的凸块的外表面。工作时，保径块的凸块与井壁接触，述锁紧螺钉的螺帽置于盲孔内，可防止锁紧螺钉脱落。
作为优选，所述基体螺孔为盲孔，可避免泥浆射出形成冲蚀。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型将传统PDC钻头的保径段重新设计为与基体连接的独立保径块，保径块可以根据需要的形状和尺寸独立设计，能够实现保径块的快速装拆，从而使PDC钻头具有更适合钻井应用条件的保径块结构形式，提高了钻头选型与应用的灵活性；同时针对胎体式结构PDC钻头保径块损坏后难以修复的特点，可更换的保径块提高了胎体式钻头的可修复性，提高了钻头的利用率，降低了钻头成本。
附图说明
图1是本实用新型所述保径块可更换的PDC钻头的主视图；
图2是本实用新型所述保径块可更换的PDC钻头的基体及其上的刀翼和切削齿的立体图；
图3是本实用新型所述保径块可更换的PDC钻头的保径块的立体图；
图4是本实用新型实施例1所述保径块可更换的PDC钻头的主视图；
图5是本实用新型实施例2所述保径块可更换的PDC钻头的主视图；
图6是本实用新型实施例3所述保径块可更换的PDC钻头的主视图；
图7是本实用新型实施例4所述保径块可更换的PDC钻头的主视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
如图1-图3所示，本实用新型所述保径块可更换的PDC钻头包括接头1、基体2、刀翼5、切削齿4和保径块7，基体2的后部与接头1连接，多个刀翼5围绕设于基体2的前端，多个切削齿4设于刀翼5上，保径块7由圆环本体及设于所述圆环本体上的多个凸块组成，基体2的前部位于多个刀翼5后方的位置分别设有基体螺孔，保径块7上设有保径块螺孔，锁紧螺钉6由外而内依次穿过所述保径块螺孔和所述基体螺孔将保径块7安装于基体2的前部并紧靠置于刀翼5的后方，所述保径块螺孔穿过保径块7的凸块且其外端设有直径更大的盲孔，锁紧螺钉6的螺帽置于所述盲孔内且其外表面与对应的保径块7的凸块的外表面齐平或低于对应的保径块7的凸块的外表面，保径块7的多个凸块与多个刀翼5一一对应。
图1和图4-图7中还示出了喷嘴3，喷嘴3设于基体2的前端位于其中两个相邻刀翼5之间的位置并与内部的水眼孔连通，用于向切削齿4喷射钻井液。
如图1-图3所示，使用时，如果保径块7因为磨损、损坏或形状、尺寸不合适需要更换，则卸下锁紧螺钉6后即可向后取下保径块7，然后将新的保径块7由后向前套在基体2上，并使保径块7上的多个凸块与多个刀翼5一一对应，然后安装好锁紧螺钉6，即完成保径块7的更换。
下面结合多个不同保径块应用的实施例进行更具体说明：
实施例1：
如图4所示，保径块7为减短结构，以提高井底岩屑的清洗效率及钻头在易坍塌、掉块地层的防憋卡能力。
实施例2：
如图5所示，保径块7为加长结构，以提高钻头的动态稳定性。
实施例3：
如图6所示，保径块7为带有锥度的结构，以提高钻头的导向能力。
实施例4：
如图7所示，保径块7为阶梯形结构，以提高钻头的导向能力。
上述的五种不同保径块配置方案用以匹配不同的钻头应用条件。应根据不同的地层条件、钻具组合、定向需求等优选不同的保径块结构形式，以使钻头的使用寿命、机械钻速、导向能力等综合性能达到最优。
上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920052349.8
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:90(成都)
授权编号:CN209308640U
授权时间:20190827
主分类号:E21B 10/54
专利分类号:E21B10/54;E21B10/61
范畴分类:22A;
申请人:成都百施特金刚石钻头有限公司
第一申请人:成都百施特金刚石钻头有限公司
申请人地址:610041 四川省成都市高新区科园南二路789号
发明人:陈岚涛;肖睿;檀大冰
第一发明人:陈岚涛
当前权利人:成都百施特金刚石钻头有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：pdc钻头论文;