一种带稳定器钻头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带稳定器钻头，主要用以天然气、石油钻探等领域，它包括接头体（1）和钻头体（12），它还包括活塞总成（3）和稳定器结构，活塞总成（3）配合连接在接头体（1）的内壁上，稳定器结构中的杠杆支承（10）下端轴向支撑在钻头体（12）的凹槽内，杠杆（5）通过销钉固定在杠杆支承（10）上端，杠杆（5）的一端顶在活塞总成（3）上，杠杆（5）的另一端顶在滚柱支承（6）上，活塞体（9）通过螺纹连接固定在接头体（1）的侧壁内，滚柱支承（6）后端安装有一滚柱（8），滚柱支承（6）与活塞体（9）之间设置有弹簧B(7)。本实用新型的有益效果是：它具有避免井斜、使用寿命长、成本低的优点。
【专利说明】一种带稳定器钻头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用于石油天然气钻探工程、地质钻探、隧道工程、非开挖等技术设备领域的一种带稳定器钻头。
【背景技术】
[0002]随着我国钻井工程的快速发展，对钻头的要求越来越高，特别是在钻探深井、超深井的硬地层中存在许多问题，钻头在钻进的过程中由于与井壁之间始终存在着间隙，在直井段很容易出现井斜；在钻井中，由于地质的软硬程度和地层倾角的存在，出现井眼的倾斜，水平段由于钻头平躺于井壁，不易控制钻井方向，降低了钻井的质量。由于钻头与井壁间的间隙存在，钻头是悬空的状态，极易发生振动冲击现象，使得钻头不能够平稳的钻进，造成钻头切削齿的先期破坏，降低了钻头的使用寿命。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的为解决在钻进的过程中钻头与井壁之间存在着间隙，导致打直井和水平井时出现的井斜现象，以及钻头的振动带来的钻头非正常失效，特提供一种效率高、成本低和钻井井身质量高的带稳定器钻头。
[0004]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:一种带稳定器钻头，它包括接头体和钻头体，接头体与钻头体之间采用螺纹进行连接，并通过焊接进行固定，它还包括活塞总成和稳定器结构，所述的活塞总成配合连接在接头体的内壁上，且活塞总成将接头体内部分隔为上腔和下腔，活塞总成下端连接有一弹簧C，所述的弹簧C下端卡在钻头体内部的凹槽中，所述的稳定器结构包括滚柱、滚柱支承、杠杆、杠杆支承、弹簧B、活塞体，所述的杠杆支承为中空结构，杠杆支承与接头体下部内壁配合连接，且杠杆支承下端轴向支撑在钻头体的凹槽内，所述的杠杆中心位置通过销钉固定在杠杆支承上端，杠杆的一端顶在活塞总成上，杠杆的另一端顶在滚柱支承前端上，所述的活塞体通过螺纹连接固定连接在接头体的侧壁内，所述的滚柱支承后端穿过活塞体，且在滚柱支承后端轴向开设有一通孔，通孔内安装有一滚柱，所述的滚柱支承外端与活塞体内端有台肩，所述的弹簧B套在滚柱支承上，且弹簧B的一端抵在滚柱支承的台肩上，弹簧B的另一端顶在活塞体内。
[0005]所述的活塞总成由单向阀、活塞、弹簧A、弹簧座组成，所述的活塞为中空结构，活塞下端通过螺纹连接有一弹簧座，活塞上端配合连接有一单向阀，单向阀内轴向开设有一傍通通道，所述的弹簧A卡在单向阀的凹槽和弹簧座的凹槽之间。
[0006]所述的弹簧座上表面上开设有周向分布的四个通孔。
[0007]所述的杠杆的一端顶在活塞总成的弹簧座上。
[0008]本实用新型具有以下优点:本实用新型的钻头与现有技术相比，(I)避免井斜:带稳定器钻头在钻井的过程中，会使钻头周边的滚柱等距伸出，紧贴井壁，钻头稳定地固定于井眼中心，有效的避免井斜的发生，提高井身质量；(2)延长钻头使用寿命:滚柱紧贴井壁后，有利于避免和消减钻头钻进时广生的振动，避免切削齿破坏，提闻钻头使用寿命，提闻钻井效率，减小起下钻次数，降低钻井成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的带稳定器钻头的结构示意图；
[0010]图2为本实用新型的活塞总成放大图；
[0011]图中，1-接头体，2-上腔，3-活塞总成，4-下腔，5-杠杆，6-滚柱支承，7_弹簧B，8_滚柱，9-活塞体,10-杠杆支承，11-弹黃C, 12-钻头体，13-芳通通道，14-单向阀，15-活塞，16-弹簧A，17-弹簧座。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述:
[0013]如图1所示，一种带稳定器钻头，它包括接头体I和钻头体12，接头体I与钻头体12之间采用螺纹进行连接，并通过焊接进行固定，其特征在于:它还包括活塞总成3和稳定器结构，所述的活塞总成3配合连接在接头体I的内壁上，且活塞总成3将接头体I内部分隔为上腔2和下腔4，活塞总成3下端连接有一弹簧C11，所述的弹簧Cll下端卡在钻头体12内部的凹槽中，所述的稳定器结构包括滚柱8、滚柱支承6、杠杆5、杠杆支承10、弹簧B7、活塞体9，所述的杠杆支承10为中空结构，杠杆支承10与接头体I下部内壁配合连接，且杠杆支承10下端轴向支撑在钻头体12的凹槽内，所述的杠杆5中心位置通过销钉固定在杠杆支承10上端，杠杆5的一端顶在活塞总成3上，杠杆5的另一端顶在滚柱支承6前端上，所述的活塞体9通过螺纹连接固定在接头体I的侧壁内，所述的滚柱支承6后端穿过活塞体9，且在滚柱支承6后端轴向开设有一通孔，通孔内安装有一滚柱8，所述的滚柱支承6外端与活塞体9内端有台肩，所述的弹黃B7套在滚柱支承6上,且弹黃B7的一端抵在滚柱支承6的台肩上，弹簧B7的另一端顶在活塞体9内。
[0014]如图2所示，所述的活塞总成3由单向阀14、活塞15、弹簧A16、弹簧座17组成，所述的活塞15为中空结构，活塞15下端通过螺纹连接有一弹簧座17，活塞15上端配合连接有一单向阀14，单向阀14内轴向开设有一傍通通道13，所述的弹簧A16卡在单向阀14的凹槽和弹簧座17的凹槽之间。所述的弹簧座17上表面上开设有周向分布的四个通孔。所述的杠杆5的一端顶在活塞总成的弹簧座17上，活塞总成3通过杠杆5和弹簧Cll支撑在接头体I内。本实施例中，所述的滚柱8、滚柱支承6、杠杆5、弹簧B7、活塞体9为至少三个，且周向均匀分布，这样使滚柱8受力均匀，避免钻进出现歪斜现象。
[0015]本实用新型的工作过程如下:钻进时，由于旁通通道13孔径小，不能及时排出钻井液，钻头在上腔2形成压力，在压力的作用下，活塞总成3向下运动，压迫杠杆5做旋转运动，并推动滚柱支承6径向移动，从而使滚柱8与井壁接触。滚柱8到位后，钻井液压强不断升高，并推开单向阀14，在活塞总成3的上腔2和下腔4形成基本稳定的压强差，单只滚柱8所获得的推力为，式中为活塞总成3的有效面积，为活塞总成3上、下腔的压强差，为钻头的滚柱数，滚柱支承6等距伸出一定位移量，使钻头始终处于井眼中心。
[0016]当起、下钻时，钻井液压力消失，钻头内各部件在弹簧A16和弹簧CU的作用下恢复到初始位置，滚柱8在弹簧B7的作用下退回，当滚柱8退回到初始位置时，滚柱8与井壁产生间隙，方便钻头的起、下钻，井眼环形空间和钻头内的空腔可通过单向阀14上的旁通通道13连通。
[0017]钻井时的初始工作状况:
[0018](I)、钻井液的泵压是从O开始逐渐升到工作压强的。
[0019](2)、压强升高可分为三个阶段:
[0020]a、压强为，此段的压强形成的推力F小于弹簧A16、弹簧B7、弹簧Cll所形成的弹簧力，即，此时钻井液从旁通通道13流进。
[0021]b、压强为，，此段由于旁通通道13的孔太小，压强逐渐升高到此阶段作用在活塞15上的力克服弹簧B7和弹簧Cll弹簧力，活塞总成向下移动，通过杠杆5推动滚柱支承6向外移动，但此时的泥浆压力不能推动单向阀14打开。
[0022]C、压强为，当滚柱8顶住井壁后，压强继续升高，压强作用在单向阀14上的推力大于弹簧A16的力时，单向阀14向下移动，逐渐打开单向阀缺口，钻井液排量(流过旁通通道13和单向阀缺口)逐渐增多。当=弹簧A弹簧力时，此时就达到了一个平衡，钻井液就可顺畅的排出钻头，且钻头不会出现歪斜，因而避免了井斜。
【权利要求】
1.一种带稳定器钻头，它包括接头体(I)和钻头体(12)，接头体(I)与钻头体(12)之间采用螺纹进行连接，并通过焊接进行固定，其特征在于:它还包括活塞总成(3)和稳定器结构，所述的活塞总成(3)配合连接在接头体(I)的内壁上，且活塞总成(3)将接头体(I)内部分隔为上腔(2)和下腔(4)，活塞总成(3)下端连接有一弹簧C (11)，所述的弹簧C (11)下端卡在钻头体(12)内部的凹槽中，所述的稳定器结构包括滚柱(8)、滚柱支承(6)、杠杆(5)、杠杆支承(10)、弹簧B (7)、活塞体(9)，所述的杠杆支承(10)为中空结构，杠杆支承(10)与接头体(I)下部内壁配合连接，且杠杆支承(10)下端轴向支撑在钻头体(12)的凹槽内，所述的杠杆(5)中心位置通过销钉固定在杠杆支承(10)上端，杠杆(5)的一端顶在活塞总成(3)上，杠杆(5)的另一端顶在滚柱支承(6)前端上，所述的活塞体(9)通过螺纹连接固定在接头体(I)的侧壁内，所述的滚柱支承(6)后端穿过活塞体(9)，且在滚柱支承(6)后端轴向开设有一通孔，通孔内安装有一滚柱(8)，所述的滚柱支承(6)外端与活塞体(9)内端有台肩，所述的弹簧B (7)套在滚柱支承(6)上，且弹簧B (7)的一端抵在滚柱支承(6)的台肩上，弹簧B (7)的另一端顶在活塞体(9)内。
2.根据权利要求1所述的一种带稳定器钻头，其特征在于:所述的活塞总成(3)由单向阀(14)、活塞(15)、弹簧A( 16)、弹簧座(17)组成，所述的活塞(15)为中空结构，活塞(15)下端通过螺纹连接有一弹簧座(17)，活塞(15)上端配合连接有一单向阀(14)，单向阀(14)内轴向开设有一傍通通道(13)，所述的弹簧A (16)卡在单向阀(14)的凹槽和弹簧座(17)的凹槽之间。
3.根据权利要求1所述的一种带稳定器钻头，其特征在于:所述的弹簧座(17)上表面上开设有周向分布的四个通孔。
4.根据权利要求1所述的一种带稳定器钻头，其特征在于:所述的杠杆(5)的一端顶在活塞总成的弹簧座(17)上。
【文档编号】E21B7/10GK203939435SQ201420398712
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】贺阳, 杨志 申请人:成都保瑞特钻头有限公司