CN114837568A - 一种pdc旋切复合钻头及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种PDC旋切复合钻头及其施工方法。PDC旋切复合钻头及其施工方法包括:钻杆;进料机构;固定机构;主体,所述刚体的内部对称倾斜安装所述第二喷头;所述刚体的内部设有呈环形分布的所述第一喷头,且所述第一喷头的一端等距倾斜安装多块所述限位板;压缩机构;吸附机构,所述刚体的侧壁设有多条所述滑槽,所述滑槽的内部安装所述吸取杆;所述刚体的侧壁安装所述总管,且所述总管的侧壁连接所述吸取杆;所述总管的顶端对称安装所述连接杆,所述接头的两端分别与所述连接杆和所述滑杆之间螺纹连接;限位机构。本发明提供的PDC旋切复合钻头及其施工方法具有避免岩屑反复切削、有效清洗钻头和井底、减小钻头泥包机率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及PDC钻头技术领域,尤其涉及一种PDC旋切复合钻头及其施工方法。
背景技术
PDC钻头是聚晶金刚石复合片钻头的简称,是地质钻探行业常用的一种钻井工具。PDC钻头具有钻速高,进尺长、井下事故少等特点,综合性能优异,得到了越来越广泛的应用。
但在PDC钻头在下钻或钻进过程易出现的水眼堵死、排屑槽及刀翼被井底、井壁和未及时上返的岩屑等包裹,产生钻头泥包的现象,造成泵压升高,钻速降低的现象,严重影响了PDC钻头的使用效率。
因此,有必要提供一种新的PDC旋切复合钻头及其施工方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种的避免岩屑反复切削、有效清洗钻头和井底、减小钻头泥包机率的PDC旋切复合钻头及其施工方法。
为解决上述技术问题,本发明提供的PDC旋切复合钻头包括:钻杆;进料机构,所述进料机构固定于所述钻杆的侧壁;固定机构,所述固定机构固定连接所述进料机构的底端;主体,所述主体包括刚体、刀翼、第二切削齿、第一喷头、第二喷头和限位板,所述刚体安装于所述固定机构的一端,所述刚体的侧壁等距固定连接多个所述刀翼,所述刀翼的侧壁安装多个所述第二切削齿;所述刚体的内部对称倾斜安装所述第二喷头;所述刚体的内部设有呈环形分布的所述第一喷头,且所述第一喷头的一端等距倾斜安装多块所述限位板;压缩机构,所述压缩机构连接所述钻杆的内部,且所述压缩机构连通所述刚体的内部;吸附机构,所述吸附机构包括滑槽、吸取杆、接头、连接杆、滑杆和总管,所述刚体的侧壁设有多条所述滑槽,所述滑槽的内部安装所述吸取杆;所述刚体的侧壁安装所述总管,且所述总管的侧壁连接所述吸取杆;所述总管的顶端对称安装所述连接杆,所述接头的两端分别与所述连接杆和所述滑杆之间螺纹连接,且所述滑杆连接所述压缩机构;限位机构,所述限位机构安装于所述固定机构的侧壁。
优选的,所述进料机构包括盖板、第一切削齿和支撑杆,所述钻杆的底端安装漏斗形的所述盖板,所述盖板的侧壁安装多个所述第一切削齿,且所述盖板的内部倾斜固定连接多根所述支撑杆。
优选的,所述所述固定机构包括连接柱、转杆、夹板、连接板、卡槽和固定轴,所述支撑杆的底端固定连接所述连接柱,所述连接柱的侧壁对称安装所述夹板;所述夹板的内部转动连接所述固定轴;所述固定轴与所述转杆之间固定连接,所述刚体的侧壁对称设有所述滑槽,所述转杆卡合所述滑槽,且所述刚体与所述连接柱之间螺纹连接,所述转杆的侧壁安装螺旋形的所述连接板。
优选的,所述压缩机构包括活塞、内筒、固定块、外筒和第三喷头,所述钻杆的内部安装所述外筒,所述外筒的底端固定连接所述固定块,所述固定块和所述内筒的内部等距安装侧壁为弧形的所述第三喷头;所述外筒的底端固定连接所述连接柱和所述活塞,所述活塞与所述刚体的内部滑动连接。
优选的,所述限位机构包括螺杆、刹车片、卡齿和固定环,所述固定轴的侧壁对称固定连接所述固定环,所述固定环的侧壁安装呈环形分布的所述卡齿;所述夹板与所述螺杆之间螺纹连接,所述螺杆的一端安装所述刹车片,且所述刹车片抵触所述卡齿和所述固定环的侧壁。
优选的,所述固定块的一端侧壁为锥形结构,所述固定块的侧壁对称固定连接所述滑杆,且所述固定块内部的其中两根所述第三喷头倾斜连接所述滑杆的侧壁。
优选的,所述连接柱的直径小于所述盖板的最大内径,且所述盖板的半径小于所述刀翼与所述刚体圆心之间的最长垂直间距。
优选的,所述第一喷头位于两个所述刀翼之间,且所述第一喷头内部的所述限位板侧壁为“L”形结构。
优选的,所述滑槽位于两个所述刀翼之间,所述滑槽的侧壁为“V”形结构,且所述滑槽的厚度沿着所述刚体向着所述总管的方向逐渐增加。
优选的,一种PDC旋切复合钻头施工方法,包括以下步骤:
步骤一:使用所述固定机构将所述主体固定在所述钻杆的下方,再将所述钻杆与钻机连接,所述压缩机构与空气压缩机和泥浆泵连接;
步骤二:钻机运作带动所述钻杆和所述主体向下运动进入钻井中,所述主体以约60r/min的转速,缓慢下放使所述主体到达井底,此时钻井运作将所述主体上提0.15~0.5m,同时空气压缩机和泥浆泵运作,泥浆泵将泥浆通过所述压缩机构进入所述刚体的内部,泥浆再通过所述第一喷头和所述第二喷头喷出冲向井底,将井底沉淀的碎屑向上冲起通过所述进料机构压入所述钻杆的内部,同时空气压缩机将高压空气通过所述压缩机构压入所述钻杆的内部,高压空气与所述钻杆内部的液体混合向上扩散,造成所述钻杆内外很大的压差,使井底内部的液体和碎屑快速进入所述钻杆的内部,同时推动所述钻杆内部的液体快速向上运动;
步骤三:泥浆将井底冲洗5分钟后,钻机运作带动所述钻杆和所述主体向下转动与井底的岩石接触,所述刀翼侧壁的所述第二切削齿转动将岩石切碎,同时泥浆通过所述第二喷头倾斜喷出,将位于所述刚体居中处下方的破碎的岩石冲洗四周,便于岩屑上浮,且当泥浆通过所述第一喷头喷出时,部分泥浆与所述第一喷头内部的倾斜的所述限位板接触,泥浆沿着侧壁为“L”形的所述限位板的侧壁滑动,使泥浆冲向所述刚体的底面和所述刀翼的侧壁,从而将所述刚体底面和所述刀翼的侧壁吸附的岩屑冲去,防止所述刀翼和所述刚体的表面被岩屑包裹;与此同时,所述压缩机构内部的部分高压空气进入所述滑杆的内部,高压空气在所述滑杆的内部向上运动使所述滑杆、所述总管和所述吸取杆的内部产出吸力,所述吸取杆位于所述滑槽的内部,且所述滑槽呈“V”形结构,且所述滑槽的厚度沿着所述刚体向着所述总管的方向逐渐增加,从而使所述刚体底端沉降的岩屑所述滑槽逐渐向上运动进入所述吸取杆的内部,减小井底沉降的岩屑,同时使部分岩屑岩屑进入所述滑槽的内部不与所述第二切削齿接触,避免岩屑反复切削,同时增加井底岩屑向上运动的速度,减小所述主体出现泥包的机率;
步骤四:当钻井结束后,钻井运作带动所述钻杆、所述进料机构和所述主体向上转动,同时所述进料机构转动对锁径井段进行扩孔,避免所述第二切削齿划眼。
与相关技术相比较,本发明提供的PDC旋切复合钻头及其施工方法具有如下有益效果:
本发明提供一种PDC旋切复合钻头及其施工方法,当所述主体向下转动与井底的岩石接触,所述刀翼侧壁的所述第二切削齿转动将岩石切碎,同时泥浆通过所述第二喷头倾斜喷出,将位于所述刚体居中处下方的破碎的岩石冲洗四周,便于岩屑上浮,且当泥浆通过所述第一喷头喷出时,部分泥浆与所述第一喷头内部的倾斜的所述限位板接触,泥浆沿着侧壁为“L”形的所述限位板的侧壁滑动,使泥浆冲向所述刚体的底面和所述刀翼的侧壁,从而将所述刚体底面和所述刀翼的侧壁吸附的岩屑冲去,防止所述刀翼和所述刚体的表面被岩屑包裹;与此同时,所述压缩机构内部的部分高压空气进入所述滑杆的内部,高压空气在所述滑杆的内部向上运动使所述滑杆、所述总管和所述吸取杆的内部产出吸力,所述吸取杆位于所述滑槽的内部,且所述滑槽呈“V”形结构,且所述滑槽的厚度沿着所述刚体向着所述总管的方向逐渐增加,从而使所述刚体底端沉降的岩屑所述滑槽逐渐向上运动进入所述吸取杆的内部,减小井底沉降的岩屑,同时使部分岩屑岩屑进入所述滑槽的内部不与所述第二切削齿接触,避免岩屑反复切削,同时增加井底岩屑向上运动的速度,减小所述主体出现泥包的机率。
附图说明
图1为本发明提供的PDC旋切复合钻头及其施工方法的结构示意图;
图2为图1所示的刚体内部结构示意图;
图3为图2所示的A处结构放大图;
图4为图2所示的B处结构放大图;
图5为图1所示的连接板结构俯视图;
图6为图5所示的夹板内部结构示意图;
图7为图1所示的刚体结构仰视图;
图8为图1所示的刚体结构俯视图;
图9为图4所示的固定块内部结构示意图;
图10为图9所示的固定块结构俯视图。
图中标号:1、钻杆,2、进料机构,21、盖板,22、第一切削齿,23、支撑杆,3、固定机构,31、连接柱,32、转杆,33、夹板,34、连接板,35、卡槽,36、固定轴,4、吸附机构,41、滑槽,42、吸取杆,43、接头,44、连接杆,45、滑杆,46、总管,5、主体,51、钢体,52、刀翼,53、第二切削齿,54、第一喷头,55、第二喷头,56、限位板,6、压缩机构,61、活塞,62、内筒,63、固定块,64、外筒,65、第三喷头,7、限位机构,71、螺杆,72、刹车片,73、卡齿,74、固定环。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10,PDC旋切复合钻头包括:钻杆1;进料机构2,所述进料机构2固定于所述钻杆1的侧壁;固定机构3,所述固定机构3固定连接所述进料机构2的底端;主体5,所述主体5包括刚体51、刀翼52、第二切削齿53、第一喷头54、第二喷头55和限位板56,所述刚体51安装于所述固定机构3的一端,所述刚体51的侧壁等距固定连接多个所述刀翼52,所述刀翼52的侧壁安装多个所述第二切削齿53;所述刚体51的内部对称倾斜安装所述第二喷头55;所述刚体51的内部设有呈环形分布的所述第一喷头54,且所述第一喷头54的一端等距倾斜安装多块所述限位板56;压缩机构6,所述压缩机构6连接所述钻杆1的内部,且所述压缩机构6连通所述刚体51的内部;吸附机构4,所述吸附机构4包括滑槽41、吸取杆42、接头43、连接杆44、滑杆45和总管46,所述刚体51的侧壁设有多条所述滑槽41,所述滑槽41的内部安装所述吸取杆42;所述刚体51的侧壁安装所述总管46,且所述总管46的侧壁连接所述吸取杆42;所述总管46的顶端对称安装所述连接杆44,所述接头43的两端分别与所述连接杆44和所述滑杆45之间螺纹连接,且所述滑杆45连接所述压缩机构6;限位机构7,所述限位机构7安装于所述固定机构3的侧壁。
所述进料机构2包括盖板21、第一切削齿22和支撑杆23,所述钻杆1的底端安装漏斗形的所述盖板21,所述盖板21的侧壁安装多个所述第一切削齿22,且所述盖板21的内部倾斜固定连接多根所述支撑杆23,为了方便钻井内部的液体和岩屑岩屑所述盖板21进入所述钻杆1中,排出井底内部的液体。
所述所述固定机构3包括连接柱31、转杆32、夹板33、连接板34、卡槽35和固定轴36,所述支撑杆23的底端固定连接所述连接柱31,所述连接柱31的侧壁对称安装所述夹板33;所述夹板33的内部转动连接所述固定轴36;所述固定轴36与所述转杆32之间固定连接,所述刚体51的侧壁对称设有所述卡槽35,所述转杆32卡合所述卡槽35,且所述刚体51与所述连接柱31之间螺纹连接,所述转杆32的侧壁安装螺旋形的所述连接板34;所述限位机构7包括螺杆71、刹车片72、卡齿73和固定环74,所述固定轴36的侧壁对称固定连接所述固定环74,所述固定环74的侧壁安装呈环形分布的所述卡齿73;所述夹板33与所述螺杆71之间螺纹连接,所述螺杆71的一端安装所述刹车片72,且所述刹车片72抵触所述卡齿73和所述固定环74的侧壁;为了方便所述连接柱31与所述刚体51之间螺纹连接后,此时所述卡槽35与所述转杆32对齐,转动所述转杆32,所述转杆32转动进入所述刚体51的内部卡在所述卡槽35后,转动所述螺杆71,所述螺杆71带动所述刹车片72在所述夹板33的内部运动,使所述刹车片72运动挤压所述固定环74和所述卡齿73,所述卡齿73增加了所述刹车片72与所述固定环74之间的摩擦力,从而将所述固定环74和所述固定轴36固定,避免所述固定轴36和所述转杆32转动,从而将所述转杆32固定在所述卡槽35的内部,将所述连接柱31与所述刚体51固定在一起。
所述压缩机构6包括活塞61、内筒62、固定块63、外筒64和第三喷头65,所述钻杆1的内部安装所述外筒64,所述外筒64的底端固定连接所述固定块63,所述固定块63和所述内筒62的内部等距安装侧壁为弧形的所述第三喷头65;所述外筒64的底端固定连接所述连接柱31和所述活塞61,所述活塞61与所述刚体51的内部滑动连接,为了方便所述当所述连接柱31与所述刚体51连接时,所述内筒62带动所述活塞61进入所述刚体51的内部,使所述活塞61紧贴所述刚体51的内侧壁,增加所述刚体51与所述连接柱31之间的密封性,便于所述内筒62内部的泥浆进入所述刚体51的内部;且所述外筒64内部的所述高压空气通过所述第三喷头65向上进入所述固定块63的内部,高压空气从所述固定块63内部滑出与所述钻杆1内部的液体混合扩散,造成所述钻杆1内外很大的压差,同时高压空气向上推动液体向上运动,从而便于液体在所述钻杆1的内部向上流动。
所述固定块63的一端侧壁为锥形结构,为了方便所述钻杆1内部的液体从所述固定块63的侧壁滑过向上运动;所述固定块63的侧壁对称固定连接所述滑杆45,为了方便将所述滑杆45固定在所述固定块63的侧壁,且所述固定块63内部的其中两根所述第三喷头65倾斜连接所述滑杆45的侧壁,使部分高压空气通过所述第三喷头65倾斜向上喷入所述滑杆45的内部,使高压空气在所述滑杆45的内部快速向上运动扩散,从而使所述滑杆45的内部产生吸力。
所述连接柱31的直径小于所述盖板21的最大内径,为了便于液体从所述连接柱31的侧壁滑过进入所述盖板21的内部;且所述盖板21的半径小于所述刀翼52与所述刚体51圆心之间的最长垂直间距,为了方便所述盖板21进入钻井中。
所述第一喷头54位于两个所述刀翼52之间,且所述第一喷头54内部的所述限位板56侧壁为“L”形结构,为了方便所述第一喷头54内部的部分泥浆与内部的倾斜的所述限位板56接触,泥浆沿着侧壁为“L”形的所述限位板56的侧壁滑动,使泥浆冲向所述刚体51的底面和所述刀翼52的侧壁,从而将所述刚体51底面和所述刀翼52的侧壁吸附的岩屑冲去,防止所述刀翼52和所述刚体51的表面被岩屑包裹。
所述滑槽41位于两个所述刀翼52之间,所述滑槽41的侧壁为“V”形结构,且所述滑槽41的厚度沿着所述刚体51向着所述总管46的方向逐渐增加,为了当所述吸取杆42的内部产生吸力后,所述刚体51底端沉降的岩屑所述滑槽41逐渐向上运动进入所述吸取杆42的内部,减小井底沉降的岩屑,同时使部分岩屑岩屑进入所述滑槽41的内部不与所述第二切削齿53接触,避免岩屑反复切削。
一种PDC旋切复合钻头施工方法,包括以下步骤:
步骤一:将所述连接柱31与所述刚体51之间螺纹连接,所述内筒62和所述活塞61进入所述刚体51的内部;当所述连接柱31与所述刚体51完成拼接后,此时所述卡槽35与所述转杆32对齐,转动所述转杆32,所述转杆32转动进入所述刚体51的内部卡在所述卡槽35后,转动所述螺杆71,所述螺杆71带动所述刹车片72在所述夹板33的内部运动,使所述刹车片72运动挤压所述固定环74和所述卡齿73,所述卡齿73增加了所述刹车片72与所述固定环74之间的摩擦力,从而将所述固定环74和所述固定轴36固定,避免所述固定轴36和所述转杆32转动,从而将所述转杆32固定在所述卡槽35的内部,将所述连接柱31与所述刚体51固定在一起;此时所述接头43与所述连接杆44对齐,转动所述接头43,所述接头43沿着所述滑杆45向下运动,同时使所述接头43与所述连接杆44之间螺纹连接,从而使所述连接杆44与所述滑杆45之间通过所述接头43连接在一起;再将所述钻杆1与钻机连接,所述外筒64和所述内筒62分别与空气压缩机和泥浆泵连接;
步骤二:钻机运作带动所述钻杆1和所述主体5向下运动进入钻井中,所述主体5以约60r/min的转速,缓慢下放使所述主体5到达井底,此时钻井运作将所述主体5上提0.15~0.5m,同时空气压缩机和泥浆泵运作,泥浆泵将泥浆通过外筒64冲入所述刚体51的内部,泥浆再通过所述第一喷头54和所述第二喷头55喷出冲向井底,将井底沉淀的碎屑向上冲起通过沿着所述盖板21的内部向上运动进入所述钻杆1的内部,所述外筒64内部的所述高压空气通过所述第三喷头65向上进入所述固定块63的内部,高压空气从所述固定块63内部滑出与所述钻杆1内部的液体混合扩散,造成所述钻杆1内外很大的压差,使井底内部的液体和碎屑快速进入所述钻杆1的内部,同时高压空气向上推动液体向上运动,推动所述钻杆1内部的液体快速向上运动;
步骤三:泥浆将井底冲洗5分钟后,钻机运作带动所述钻杆1和所述主体5向下逆时针转动与井底的岩石接触(如附图1所示),所述刀翼52侧壁的所述第二切削齿53转动将岩石切碎,同时泥浆通过所述第二喷头55倾斜喷出,将位于所述刚体51居中处下方的破碎的岩石冲洗四周,便于岩屑上浮,且当泥浆通过所述第一喷头54喷出时,部分泥浆与所述第一喷头54内部的倾斜的所述限位板56接触,泥浆沿着侧壁为“L”形的所述限位板56的侧壁滑动,使泥浆冲向所述刚体51的底面和所述刀翼52的侧壁,从而将所述刚体51底面和所述刀翼52的侧壁吸附的岩屑冲去,防止所述刀翼52和所述刚体51的表面被岩屑包裹;与此同时,部分高压空气通过所述第三喷头65倾斜向上喷入所述滑杆45的内部,使高压空气在所述滑杆45的内部快速向上运动扩散,从而使使所述滑杆45、所述总管46和所述吸取杆42的内部产出吸力,所述吸取杆42位于所述滑槽41的内部,且所述滑槽41呈“V”形结构,且所述滑槽41的厚度沿着所述刚体51向着所述总管46的方向逐渐增加,从而使所述刚体51底端沉降的岩屑所述滑槽41逐渐向上运动进入所述吸取杆42的内部,减小井底沉降的岩屑,同时使部分岩屑岩屑进入所述滑槽41的内部不与所述第二切削齿53接触,避免岩屑反复切削,同时增加井底岩屑向上运动的速度,减小所述主体5出现泥包的机率;当所述钻杆1、所述连接柱31和所述主体5逆时针转动过程中,所述连接柱31底端所述转杆32和所述连接板34转动,螺旋形的所述连接板34不断转动推动井底的液体和岩屑不断的向上运动,加快液体和岩屑向上运动的速度,减小井底的岩屑,且此时高压空气不断进入所述钻杆1的内部,所述钻杆1内部产生吸力,使井底内部的液体快速吸入所述钻杆1的内部,从而进一步提高排出井底岩屑和液体的效率;
步骤四:当钻井结束后,钻井运作带动所述钻杆1、所述盖板21和所述主体5向上转动,同时漏斗形的所述盖板21带动所述第一切削齿22转动,使所述第一切削齿22转动与锁径井段的侧壁接触,对锁径井段进行扩孔,便于所述主体5向上运动,同时避免所述第二切削齿53划眼。
以上仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种PDC旋切复合钻头,其特征在于,包括:
钻杆(1);
进料机构(2),所述进料机构(2)固定于所述钻杆(1)的侧壁;
固定机构(3),所述固定机构(3)固定连接所述进料机构(2)的底端;
主体(5),所述主体(5)包括刚体(51)、刀翼(52)、第二切削齿(53)、第一喷头(54)、第二喷头(55)和限位板(56),所述刚体(51)安装于所述固定机构(3)的一端,所述刚体(51)的侧壁等距固定连接多个所述刀翼(52),所述刀翼(52)的侧壁安装多个所述第二切削齿(53);所述刚体(51)的内部对称倾斜安装所述第二喷头(55);所述刚体(51)的内部设有呈环形分布的所述第一喷头(54),且所述第一喷头(54)的一端等距倾斜安装多块所述限位板(56);
压缩机构(6),所述压缩机构(6)连接所述钻杆(1)的内部,且所述压缩机构(6)连通所述刚体(51)的内部;
吸附机构(4),所述吸附机构(4)包括滑槽(41)、吸取杆(42)、接头(43)、连接杆(44)、滑杆(45)和总管(46),所述刚体(51)的侧壁设有多条所述滑槽(41),所述滑槽(41)的内部安装所述吸取杆(42);所述刚体(51)的侧壁安装所述总管(46),且所述总管(46)的侧壁连接所述吸取杆(42);所述总管(46)的顶端对称安装所述连接杆(44),所述接头(43)的两端分别与所述连接杆(44)和所述滑杆(45)之间螺纹连接,且所述滑杆(45)连接所述压缩机构(6);
限位机构(7),所述限位机构(7)安装于所述固定机构(3)的侧壁。
2.根据权利要求1所述的PDC旋切复合钻头,其特征在于,所述进料机构(2)包括盖板(21)、第一切削齿(22)和支撑杆(23),所述钻杆(1)的底端安装漏斗形的所述盖板(21),所述盖板(21)的侧壁安装多个所述第一切削齿(22),且所述盖板(21)的内部倾斜固定连接多根所述支撑杆(23)。
3.根据权利要求2所述的PDC旋切复合钻头,其特征在于,所述所述固定机构(3)包括连接柱(31)、转杆(32)、夹板(33)、连接板(34)、卡槽(35)和固定轴(36),所述支撑杆(23)的底端固定连接所述连接柱(31),所述连接柱(31)的侧壁对称安装所述夹板(33);所述夹板(33)的内部转动连接所述固定轴(36);所述固定轴(36)与所述转杆(32)之间固定连接,所述刚体(51)的侧壁对称设有所述卡槽(35),所述转杆(32)卡合所述卡槽(35),且所述刚体(51)与所述连接柱(31)之间螺纹连接,所述转杆(32)的侧壁安装螺旋形的所述连接板(34)。
4.根据权利要求3所述的PDC旋切复合钻头,其特征在于,所述压缩机构(6)包括活塞(61)、内筒(62)、固定块(63)、外筒(64)和第三喷头(65),所述钻杆(1)的内部安装所述外筒(64),所述外筒(64)的底端固定连接所述固定块(63),所述固定块(63)和所述内筒(62)的内部等距安装侧壁为弧形的所述第三喷头(65);所述外筒(64)的底端固定连接所述连接柱(31)和所述活塞(61),所述活塞(61)与所述刚体(51)的内部滑动连接。
5.根据权利要求4所述的PDC旋切复合钻头,其特征在于,所述限位机构(7)包括螺杆(71)、刹车片(72)、卡齿(73)和固定环(74),所述固定轴(36)的侧壁对称固定连接所述固定环(74),所述固定环(74)的侧壁安装呈环形分布的所述卡齿(73);所述夹板(33)与所述螺杆(71)之间螺纹连接,所述螺杆(71)的一端安装所述刹车片(72),且所述刹车片(72)抵触所述卡齿(73)和所述固定环(74)的侧壁。
6.根据权利要求5所述的PDC旋切复合钻头,其特征在于,所述固定块(63)的一端侧壁为锥形结构,所述固定块(63)的侧壁对称固定连接所述滑杆(45),且所述固定块(63)内部的其中两根所述第三喷头(65)倾斜连接所述滑杆(45)的侧壁。
7.根据权利要求6所述的PDC旋切复合钻头,其特征在于,所述连接柱(31)的直径小于所述盖板(21)的最大内径,且所述盖板(21)的半径小于所述刀翼(52)与所述刚体(51)圆心之间的最长垂直间距。
8.根据权利要求7所述的PDC旋切复合钻头,其特征在于,所述第一喷头(54)位于两个所述刀翼(52)之间,且所述第一喷头(54)内部的所述限位板(56)侧壁为“L”形结构。
9.根据权利要求8所述的PDC旋切复合钻头,其特征在于,所述滑槽(41)位于两个所述刀翼(52)之间,所述滑槽(41)的侧壁为“V”形结构,且所述滑槽(41)的厚度沿着所述刚体(51)向着所述总管(46)的方向逐渐增加。
10.一种PDC旋切复合钻头施工方法,用于权利要求9中所述的PDC旋切复合钻头,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:使用所述固定机构(3)将所述主体(5)固定在所述钻杆(1)的下方,再将所述钻杆(1)与钻机连接,所述压缩机构(6)与空气压缩机和泥浆泵连接;
步骤二:钻机运作带动所述钻杆(1)和所述主体(5)向下运动进入钻井中,所述主体(5)以约60r/min的转速,缓慢下放使所述主体(5)到达井底,此时钻井运作将所述主体(5)上提0.15~0.5m,同时空气压缩机和泥浆泵运作,泥浆泵将泥浆通过所述压缩机构(6)进入所述刚体(51)的内部,泥浆再通过所述第一喷头(54)和所述第二喷头(55)喷出冲向井底,将井底沉淀的碎屑向上冲起通过所述进料机构(2)压入所述钻杆(1)的内部,同时空气压缩机将高压空气通过所述压缩机构(6)压入所述钻杆(1)的内部,高压空气与所述钻杆(1)内部的液体混合向上扩散,造成所述钻杆(1)内外很大的压差,使井底内部的液体和碎屑快速进入所述钻杆(1)的内部,同时推动所述钻杆(1)内部的液体快速向上运动;
步骤三:泥浆将井底冲洗5分钟后,钻机运作带动所述钻杆(1)和所述主体(5)向下转动与井底的岩石接触,所述刀翼(52)侧壁的所述第二切削齿(53)转动将岩石切碎,同时泥浆通过所述第二喷头(55)倾斜喷出,将位于所述刚体(51)居中处下方的破碎的岩石冲洗四周,便于岩屑上浮,且当泥浆通过所述第一喷头(54)喷出时,部分泥浆与所述第一喷头(54)内部的倾斜的所述限位板(56)接触,泥浆沿着侧壁为“L”形的所述限位板(56)的侧壁滑动,使泥浆冲向所述刚体(51)的底面和所述刀翼(52)的侧壁,从而将所述刚体(51)底面和所述刀翼(52)的侧壁吸附的岩屑冲去,防止所述刀翼(52)和所述刚体(51)的表面被岩屑包裹;与此同时,所述压缩机构(6)内部的部分高压空气进入所述滑杆(45)的内部,高压空气在所述滑杆(45)的内部向上运动使所述滑杆(45)、所述总管(46)和所述吸取杆(42)的内部产出吸力,所述吸取杆(42)位于所述滑槽(41)的内部,且所述滑槽(41)呈“V”形结构,且所述滑槽(41)的厚度沿着所述刚体(51)向着所述总管(46)的方向逐渐增加,从而使所述刚体(51)底端沉降的岩屑所述滑槽(41)逐渐向上运动进入所述吸取杆(42)的内部,减小井底沉降的岩屑,同时使部分岩屑岩屑进入所述滑槽(41)的内部不与所述第二切削齿(53)接触,避免岩屑反复切削,同时增加井底岩屑向上运动的速度,减小所述主体(5)出现泥包的机率;
步骤四:当钻井结束后,钻井运作带动所述钻杆(1)、所述进料机构(2)和所述主体(5)向上转动,同时所述进料机构(2)转动对锁径井段进行扩孔,避免所述第二切削齿(53)划眼。
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