[发明专利]一种具有抗冲击性能的防卡钻钻头

权利要求书

1.一种具有抗冲击性能的防卡钻钻头，由螺纹管头、芯控连接底座、定位销和钻头本体组成，钻头本体由两个瓣状钻体单元构成；芯控连接底座主体为圆柱体，底座的一侧端面带有中轴杆以及与中轴杆一体化的芯球，另一侧端面与螺纹管头的圆环面一体化连接，芯球具有磁性吸附性能以吸附包裹在其外部的瓣状钻体单元；定位销是具有卡扣的销杆，通过在芯球销槽和瓣状钻体单元销槽组成的直线连通槽内滑动来对芯球磁控瓣状钻体单元旋转的操作进行限定和解除限定；钻头本体上一体化成型有导向刮刀及高硬度材质的颗粒研磨齿；钻头本体的瓣状钻体单元一部分为1/4球体，一部分为1/2圆柱体，球体部分与圆柱体部分一体化成型，瓣状钻体单元在芯球磁控下，以芯球为轴并以两个瓣状钻体单元的交界面作为旋转底面进行180度旋转。

2.根据权利要求1所述的一种具有抗冲击性能的防卡钻钻头，其特征是：钻头本体于正常钻进时，其圆柱体端作为钻头运行的前端；卡钻现象发生时，芯控连接底座中轴杆上的芯球控制定位销解除对瓣状钻体单元的限定，并磁控两个瓣状钻体单元进行分体旋转使钻头本体呈螺状或使钻头本体的半球体端成为钻头运行前端；瓣状钻体单元旋转过程中，两个瓣状钻体单元的交界面处经磨、刮、振动外力作用，清除了钻头本体上的砂、泥、落物产生卡钻的物质，达到有效解卡；螺状钻头本体的特殊外形在钻井运行中相当于完成升降运行走线而起到缓冲作用；半球体作为运行前端的钻头本体，其半球体表面的颗粒研磨齿对地层岩石产生碾压和磨削作用，同时半球体作为运行前端可在钻杆的作用的下发挥顿钻冲击作用，有利于地层岩石的破碎。

3.根据权利要求1所述的一种具有抗冲击性能的防卡钻钻头，所述的芯控连接底座的圆柱体上均匀分布有若干个中空孔，作为钻井液和钻井泥浆的液体流动通道，孔口的形状呈圆形、方形或异形；芯控连接底座的芯球在水平方向上的最大横截面上对称分布有带卡扣锁紧的定位销槽，定位销槽的数量为偶数。

4.根据权利要求1所述的一种具有抗冲击性能的防卡钻钻头，所述的钻头本体的球体与圆柱体结构分界面上均匀分布有带卡扣锁紧的定位销槽，与芯球最大横截面上分布的定位销槽数量与位置一致，两部分定位销槽一一对应，每组定位销槽直线连通；导向刮刀一体化成型于钻头本体且均匀分布于钻头本体圆柱体端侧壁的外表面，刮刀沿圆柱体侧壁呈流线形，相邻两个刮刀间形成的凹槽对钻井液和钻井泥浆起到液体导向作用，使液体产生旋流且有利于清除井底岩石碎屑；高硬度材质的颗粒研磨齿一体化成型于钻头本体且均匀分布于钻头本体的半球体端头的外表面。

5.根据权利要求1所述的一种具有抗冲击性能的防卡钻钻头，所述的定位销位于芯球与瓣状钻体单元的连接处时，瓣状钻体单元旋转受限；当定位销脱离芯球与瓣状钻体单元的连接处时，瓣状钻体单元旋转受限解除，芯球可以磁控瓣状钻体单元分体旋转。

6.根据权利要求1所述的一种具有抗冲击性能的防卡钻钻头，所述的钻头本体的瓣状钻体单元垂直投影面为半圆形，内部中空纵剖杆状凹槽与中空半球状凹槽分别与芯控连接底座中轴杆上和中轴杆上的芯球相对应，瓣状钻体单元圆柱体的横截断面半径以及高度与1/4球体的半径等值；两个瓣状钻体单元的交界面与螺纹管头和芯控连接底座的中轴面处于同一平面；当两个瓣状钻体单元在水平方向进行对称组合时，钻头本体的外形为拱顶圆柱体，即一端为半球体，另一端为圆柱体，圆柱体的横截断面半径和圆柱体的高度与半球体的半径等值，两个瓣状钻体单元内部所形成的完整中空杆状凹槽与中空球状凹槽正好贴合芯控连接底座的中轴杆和中轴杆上的芯球，形成紧密包裹。