[发明专利]一种内外翻转式防卡钻钻头

权利要求书

1.一种内外翻转式防卡钻钻头，由螺纹管头、连接底座和钻头本体组成，钻头本体由若干钻体单元构成；连接底座一端与螺纹管头一体化连接，另一端分布有滑轨，以保证钻头本体的钻体单元在控制器作用下沿滑轨做径向滑动；钻井过程中，当钻柱系统中的钻具旋转监测感应器监测到钻头本体旋转速度突降，即卡钻现象发生时，感应器连动控制器分批次交替启动间隔的钻体单元从滑轨外限位卡槽沿滑轨做径向向内滑动，经滑轨中间卡槽，至滑轨内限位卡槽处完成180度内外翻转后再沿滑轨做径向向外滑动；钻头本体由与滑轨数量相同的同规格钻体单元通过连接底座端面滑轨的定位构成侧壁带有轴向沟槽的三维实体，钻井过程中，钻头本体在正常钻进和上提时呈直筒状，卡钻现象发生时，感应器连动控制器分批次交替启动间隔的钻体单元沿滑轨进行滑动并完成内外翻转的同时，钻头本体外形经转换呈鼓状，该三维实体具有缩径和变形特点；钻体单元进行内外翻转及钻头本体变形的过程中，充分利用活动、振动、摩擦、刮削、缩径以及缓冲的原理消除沉砂卡钻、井塌卡钻、落物卡钻、砂桥卡钻以及泥包卡钻问题，实现有效解卡。

2.根据权利要求1所述的一种内外翻转式防卡钻钻头，所述的连接底座为中空圆柱体，垂直投影面呈圆环形，连接底座一端圆环面以中心点为源点呈放射状分布有滑轨，滑轨数量为偶数，每根滑轨带有1个内限位卡槽、1个外限位卡槽及多个中间卡槽。

3.根据权利要求2所述的一种内外翻转式防卡钻钻头，所述的钻头本体在正常钻进和提出时呈直筒状，在卡钻发生时呈鼓状，钻头本体侧面带有楔形体缝隙沟槽。

4.根据权利要求1所述的一种内外翻转式防卡钻钻头，所述的钻体单元是一个垂直投影为盾形的瓣状体，其轴侧视角是一对平行的上、下水平端面及两对侧面，钻体单元的一对侧面为曲率半径大小不同、方向相反且曲率半径方向同垂直于钻杆的两个外凸弧面，其另一对侧面是其外延面之间能够形成楔形体的两个平面。

5.根据权利要求1所述的一种内外翻转式防卡钻钻头，所述的钻体单元的两个外凸弧面侧面中，大曲率半径外凸弧面具有与钻杆相同轴向的母线，即其与垂直平剖面的交线是一系列平行于钻杆轴线的线段，而小曲率半径外凸弧面与垂直平剖面的交线是一系列平行弧线。

6.根据权利要求2所述的一种内外翻转式防卡钻钻头，所述的钻头本体呈直筒状时，其钻体单元的大曲率半径外凸弧面组成钻头本体的外侧面，钻体单元的小曲率半径外凸弧面组成钻头本体的内侧面，而钻头本体呈鼓状时，其钻体单元的大曲率半径外凸弧面组成钻头本体的内侧面，钻体单元的小曲率半径外凸弧面组成钻头本体的外侧面。