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公开(公告)号：CN114482865A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202210075971.7
申请日：2022-01-23
Applicant: 西南石油大学 , 成都为一石油科技有限公司
Abstract: 本发明公开了一种部分刀翼可动的PDC钻头，包括钻头本体、固定刀翼、可动刀翼、动力转换机构以及传动机构；动力转换机构可采用叶轮驱动式、螺杆马达驱动式或电机驱动式机构；传动机构包括凸轮杆、推杆、弹簧、转动销轴以及固定销轴，钻头体上设置有固定刀翼及可动刀翼，每个刀翼上均设置有PDC齿，且各个可动刀翼能在传动机构的作用下实现周期性伸缩运动，同时与旋转切削运动相叠加得组合运动。该组合运动下刀翼上的PDC齿的切削路径将不再是圆形轨迹而是周期性非圆轨迹，能高效破碎固定刀翼上的PDC齿切削后产生的岩脊。此专利能提高钻头钻进速度与破岩效率，增强钻头钻进稳定性，延长固定刀翼上PDC齿的使用寿命，从而提升钻头的综合性能。
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公开(公告)号：CN113326591A
公开(公告)日：2021-08-31
申请号：CN202110883572.9
申请日：2021-08-03
Applicant: 西南石油大学
IPC: G06F30/17 , G06F30/20 , E21B10/43 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于动态破岩能量平衡适配原理的钻头设计方法，方法包括，首先通过力学计算获得每个主切削齿总破岩能量；然后获得每个主切削齿对应钻齿破岩特征能量因子及其取值范围，获得的每个主切削齿对应钻齿破岩特征能量因子之间的差值；其次获得每个主切削齿对应钻齿水平切削力矢量加和、每个主切削齿对应钻齿的合力矢量加和；最后将钻齿破岩特征能量因子取值范围及差值，钻齿水平切削力矢量加和、合力矢量加和作为设计标准完成钻头设计，此设计方法基于等能量破岩原理，将每个主切削齿能量调整为相等，消除传统钻头各主切削齿所受能量不同导致的钻头损坏，提高钻头破岩效率，延长钻头使用时间，具有广阔应用前景。
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公开(公告)号：CN113310829A
公开(公告)日：2021-08-27
申请号：CN202110402832.6
申请日：2021-04-14
Applicant: 西南石油大学 , 成都为一石油科技有限公司
IPC: G01N3/38
Abstract: 一种冲击方式下岩石的可钻性测试装置及实验方法，其特征在于：测试装置包括机架、电锤、连杆、微型钎头、扶正器、加压连接装置、岩石加持装置，位移传感器。本发明提供一种冲击方式下岩石的可钻性测试装置，能够模拟钎头冲击方式破碎岩石过程，为岩石冲击条件下可钻性测试提供装备；实验方法中考虑到岩石在冲击破碎过程中脆性特点，采用固定微型钎头的作用时间，通过微型钎头的位移来区分不同岩样的可钻性级别，同时考虑钎头静态与动态冲击两种模式，测试结果与实际钻井条件更加吻合。
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公开(公告)号：CN112554801A
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN202010043926.4
申请日：2020-01-16
Applicant: 西南石油大学 , 四川川石.克锐达金刚石钻头有限公司 , 成都为一石油科技有限公司
Abstract: 本发明公开了一种带有刀翼加强结构的复合钻头，包括钻头体、水眼、转动切削结构和固定切削结构。所述转动切削结构由固定在钻头体上的牙掌，安装在牙掌上的牙轮和安装在牙轮上的牙轮切削齿组成；所述固定切削结构由延伸自钻头体的刀翼，以及安装在刀翼上的刀翼切削齿组成，在刀翼底部的钻头体上设置有贯通的水眼。其特征在于：在所述刀翼上还安装有沉镶齿，其出露高度不高于所述布齿轮廓线，并且在沉镶齿周围还设置有取齿槽。通过设置沉镶齿能够提高钻头刀翼的耐磨性，使刀翼、牙轮避免遭受过度磨损，进而防止牙轮井底脱落事故的发生，提高了复合钻头的钻井安全性。
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公开(公告)号：CN111594134A
公开(公告)日：2020-08-28
申请号：CN202010525525.2
申请日：2020-06-10
Applicant: 西南石油大学
Abstract: 本发明公开了一种钻井切削力实时监测的智能钻头及其工作方法，包括PDC钻头本体，在钻头本体上设有多个均布的PDC钻头刀翼，在PDC钻头刀翼的切削面上带有安装孔，并在安装孔内设有多个PDC钻头切削齿，在每一排PDC钻头切削齿中，有至少一个测压切削齿；所述测压切削齿带有监测装置，在PDC钻头刀翼中部设有贯穿的连通孔，作为布线槽，布线槽下部连接到喷头内部的中空腔体，上部连接到测压切削齿的监测装置；在布线槽内设有导线和信号转换模块，导线从监测装置连接到信号转换模块，信号转换模块带有无线信号发射装置。本发明通过增设随钻监测装置，能够显著提高PDC钻头对地层岩石特性的感知，为定向钻井技术和甜点识别提供有力技术支撑。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111236848A
公开(公告)日：2020-06-05
申请号：CN202010052493.9
申请日：2020-01-17
Applicant: 西南石油大学
Abstract: 本发明公开了一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头及方法，包括钻头体，和设于钻头本体上的固定切削结构及冲击切削结构，以及供电蓄能结构，冲击切削结构包括冲击导向管、冲头和冲击切削齿，冲击切削齿固结在冲头的末端，冲头相对钻头本体做滑动或滑动冲击，供电蓄能结构包括可旋转的叶轮、电机、电容和控制放电频率的控制芯片，并提供了配套的使用方法。与常规PDC钻头相比，本发明可对岩石进行预破碎，提高破岩效率，减缓牙齿的磨损速度，还能缓解PDC钻头在钻进过程中的粘滑效应。与传统冲击类钻头相比，本发明可控制冲击频率、自动蓄能，结构简单，能有效提高钻井破岩效率。
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公开(公告)号：CN111042742A
公开(公告)日：2020-04-21
申请号：CN201811198771.0
申请日：2018-10-15
Applicant: 西南石油大学 , 成都为一石油科技有限公司
IPC: E21B10/61
Abstract: 本发明公开了一种用于全面钻进的金刚石钻头，属于石油天然气钻探工程、矿山工程、地质钻探、地热钻探、水文钻探、隧道工程、盾构及非开挖等技术设备领域。包括钻头体、设置在钻头体上的水孔、延伸自钻头体或固定在钻头体上的若干个刀翼，刀翼上设置有固定切削元件，其特征在于：钻头还包括至少一个喷嘴，喷嘴包括混流体，混流体上形成混流腔、出射口、与所述混流腔相通的中心孔、至少一个与混流腔相通的切入槽；中心孔用于在混流腔中形成液体直流，切入槽用于在混流腔中形成液体旋流；出射口用于形成所述混流腔中液体喷出的通道。本发明的目的在于提出一种适用于全面钻进的金刚石钻头，有效改善现有钻头在破岩过程中由于水力结构的不合理而造成的钻头工作寿命缩短以及钻进能力下降的问题。
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公开(公告)号：CN110359856A
公开(公告)日：2019-10-22
申请号：CN201810138591.7
申请日：2018-02-10
Applicant: 西南石油大学 , 成都为一石油科技有限公司
Abstract: 本发明公开了一种适于在硬地层定向钻进的复合式金刚石钻头，属于钻探领域。钻头主要包括钻头体、延伸自钻头体或固定在钻头体上的若干个刀翼和至少两个牙掌、至少两个由牙轮体与牙齿组成的牙轮、水眼或喷嘴，所述牙轮与牙掌转动连接，所述刀翼上设置有刮切齿。对于任意两个相邻牙轮，在钻头的旋转方向上，周向位置靠前的为前牙轮，位置靠后的为后牙轮，在后牙轮之前、前牙轮之后的区域设置有至少一个刀翼，且在至少一个刀翼与前牙轮之间，设置有延伸自钻头体或固定在钻头体上的缓冲座，缓冲座上设置有旋转缓冲元件。本发明钻头能够显著减轻钻头在导向钻井过程中的冲击振动，减少刮切齿的冲击失效，提高钻头的可持续钻进能力。
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公开(公告)号：CN110359852A
公开(公告)日：2019-10-22
申请号：CN201810138593.6
申请日：2018-02-10
Applicant: 西南石油大学 , 成都为一石油科技有限公司
Abstract: 本发明公开了具有固定缓冲结构的复合式金刚石钻头，属于钻探领域。钻头主要包括钻头体、延伸自钻头体或固定在钻头体上的若干个刀翼和至少两个牙掌、至少两个由牙轮体与牙齿组成的牙轮、水眼或喷嘴，所述牙轮与牙掌转动连接，所述刀翼上设置有刮切齿。对于任意两个相邻牙轮，在钻头的旋转方向上，周向位置靠前的为前牙轮，位置靠后的为后牙轮，在后牙轮之前、前牙轮之后的区域设置有至少一个刀翼，且在至少一个刀翼与前牙轮之间，设置有延伸自钻头体或固定在钻头体上的缓冲座，缓冲座上设置有固定缓冲元件。本发明钻头能够显著减轻钻头在导向钻井过程中的冲击振动，减少刮切齿的冲击失效，提高钻头的可持续钻进能力。
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公开(公告)号：CN106368615B
公开(公告)日：2019-09-20
申请号：CN201611052992.8
申请日：2016-11-25
Applicant: 西南石油大学
Abstract: 本发明公开了一种具有转向轮盘的复合钻头，包括钻头体、轮盘，轮盘上设置有齿圈，轮盘能相对钻头体转动，钻头体上设有至少一个转向轮盘，转向轮盘由轮盘和转向座组成，转向座通过转动连接安装在钻头体上，转向座相对钻头体能旋转，轮盘通过转动连接安装在转向座上，轮盘能相对转向座旋转，轮盘的旋转轴线相对转向座的旋转轴线有偏移，且偏移距大于轮盘齿圈半径的二十分之一，小于轮盘齿圈直径的三倍，靠近钻头心部的转向轮盘的转向座的旋转轴线与钻头轴线不重合，钻头体上还设置有固定切削结构或非固定切削结构。本发明解决轮盘切削齿的寿命太短的问题的同时，能提高钻头的破岩效率。
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