一种新型的液压活动牙掌式牙轮与PDC结合钻头.pdf

本发明公开了一种新型的液压活动牙掌式牙轮与PDC结合钻头，包括PDC与三牙轮结合部分、液压承压活塞缸；三牙轮部分较PDC部分突出，液压承压活塞缸安装在PDC与三牙轮结合部分的底部，液压承压活塞缸由三道油路连在一起，在油路的出口用单流阀密封，在液压承压活塞缸里面充入预定压力值的液压油。三牙轮部分较PDC部分突出，可以保护PDC部分牙齿嘣齿，在钻头承压过程中活塞慢慢收缩，然后PDC部分开始承压，达到协同破岩的目的，使PDC破岩、牙轮钻头破岩优势部分充分结合，钻时快、工具面稳定、耐用、进尺大，并且可以依据地层不同预充不同液压值的液压油制作适用于该地层的个性钻头。

1.  一种新型的液压活动牙掌式牙轮与PDC结合钻头，其特征在于，所述的新型的液压活动牙掌式牙轮与PDC结合钻头包括PDC与三牙轮结合部分、液压承压活塞缸；所述的PDC与三牙轮结合部分中的三牙轮部分较PDC部分突出，所述的液压承压活塞缸安装在所述的PDC与三牙轮结合部分的底部，该液压承压活塞缸由三道油路连在一起，在油路的出口用单流阀密封，在液压承压活塞缸里面充入预定压力值的液压油，三牙轮的每一个压轮下方设置一道油路。

2.  如权利要求1所述的新型的液压活动牙掌式牙轮与PDC结合钻头，其特征在于，所述的液压承压活塞缸里面预充的液压值根据当地钻井施工片区的经验值决定，地层硬度越大预充的液压值就越大。

一种新型的液压活动牙掌式牙轮与PDC结合钻头
技术领域
本发明属于钻井钻头领域，尤其涉及一种新型的液压活动牙掌式牙轮与PDC结合钻头。
背景技术
三牙轮钻头最早是从国外引进，按照牙齿分为铣齿、镶齿；按照密封分为橡胶密封、钢密封等。其缺点是：
(1)钻压大，钻时慢；(2)容易掉牙轮、牙齿等，造成井下事故；(3)有效工作时间较短。
PDC钻头是钻井现场常用的钻头，分为人造金刚石钻头、天然金刚石钻头等。其缺点是：
(1)PDC在软硬交错地层井身结构不容易控制；(2)钻压突然增大强扭时容易嘣齿；(3)钻出来的井眼不规则，井下其他工具不易通过，需要通井；(4)定向钻井、水平钻井等使用PDC时工具面不稳定，井身结构不容易控制。
PDC和牙轮钻头相结合的钻头在国外出现很早，例如贝克休斯的奇美拉系列钻头，具有PDC和三牙轮钻头相结合的特点，即高钻时、井身结构和工具面的高稳定性、低钻压、使用高耐久性、高切削效率等。
我国相关研制还在缓慢起步，其主要难点就在于三牙轮部分切削岩石和PDC部分切削岩石的一致性。如果他们之间的配合没有处理好就会出现以下情况：(1)PDC部分如果切削岩石多，而三牙轮 部分不能有效的承受钻压，会使单刀翼PDC过早损坏，失去原有优势，钻时变慢；(2)三牙轮钻头如果切削得多，由于牙轮破岩原理限制，牙轮钻头破岩效率慢，故钻时变慢。在PDC和三牙轮配合，很容易出现失之毫厘，谬以千里的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的液压活动牙掌式牙轮与PDC结合钻头，旨在解决现有的PDC和牙轮钻头相结合的钻头不能使PDC破岩、牙轮钻头破岩优势部分充分结合，工具面稳定不稳定，不能依据不同地层制作个性钻头的问题。
本发明是这样实现的，一种新型的液压活动牙掌式牙轮与PDC结合钻头包括PDC与三牙轮结合部分、液压承压活塞缸；所述的PDC与三牙轮结合部分中的三牙轮部分较PDC部分突出，所述的液压承压活塞缸安装在所述的PDC与三牙轮结合部分的底部，该液压承压活塞缸由三道油路连在一起，在油路的出口用单流阀密封，在液压承压活塞缸里面充入预定压力值的液压油，三牙轮的每一个压轮下方设置一道油路。
进一步，所述的液压承压活塞缸里面预充的液压值根据当地钻井施工片区的经验值决定，地层硬度越大预充的液压值就越大。
本发明改变原有钻头受力结构，使PDC破岩、牙轮钻头破岩优势部分充分结合，钻时快、工具面稳定、耐用、进尺大，并且可以依据地层不同制作适用于该地层的个性钻头。
附图说明
图1是本发明实施例提供的新型的液压活动牙掌式牙轮与PDC结合钻头的结构示意图；
图中：1、PDC与三牙轮结合部分；2、液压承压活塞缸。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
请参阅图1：
本发明是这样实现的，一种新型的液压活动牙掌式牙轮与PDC结合钻头包括PDC与三牙轮结合部分1、液压承压活塞缸2；所述的PDC与三牙轮结合部分1中的三牙轮部分较PDC部分突出，所述的液压承压活塞2缸安装在所述的PDC与三牙轮结合部分1的底部，该液压承压活塞缸2由三道油路连在一起，在油路的出口用单流阀密封，在液压承压活塞缸里面充入预定压力值的液压油，三牙轮的每一个压轮下方设置一道油路。
进一步，所述的液压承压活塞缸2里面预充的液压值根据当地钻井施工片区的经验值决定，地层硬度越大预充的液压值就越大。
三牙轮部分较PDC部分突出，钻头在承压过程中最先接触三牙轮部分，可以保护PDC部分牙齿突然增加钻压强扭而嘣齿；
液压承压活塞缸2具有一定的运动行程，在钻头承压过程中活塞慢慢收缩，而一定的活塞行程和液压油预充值可以防止三牙轮部分收 缩过度。然后，PDC部分开始承压，达到协同破岩的目的；三牙轮部分将岩层压松，PDC部分将松部分扫走，由于切屑地层均匀，可以使定向钻进、水平钻进的工具面、井身结构易于控制。
而液压承压活塞缸2预充液压值与钻井施工片区的经验值有关，如果地层较硬，充压就大，三牙轮部分担当破岩主力，可以依据预充液压值多少来适应地层；
本发明改变原有钻头受力结构，使PDC破岩、牙轮钻头破岩优势部分充分结合，钻时快、工具面稳定、耐用、进尺大，并且可以依据地层不同制作适用于该地层的个性钻头。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。