申請人:吉林大學(xué)
發(fā)明人:高科 孫陽 孫友宏 陳寶義 馬宇 謝曉波
摘要:本發(fā)明公開了一種仿生自適應(yīng)PDC鉆頭,是由鉆頭基體、數(shù)個切削齒組件和數(shù)個鉆頭刀翼組成,數(shù)個鉆頭刀翼固定設(shè)置在鉆頭基體上端,數(shù)個切削齒組件固定設(shè)置在數(shù)個鉆頭刀翼上,本發(fā)明仿生原型虎爪骨骼圖,根據(jù)其爪子這種自適應(yīng)特性來設(shè)計仿生自適應(yīng)PDC鉆頭結(jié)構(gòu),運用生物爪趾通過關(guān)節(jié)活動實現(xiàn)自我保護結(jié)構(gòu),在鉆進復(fù)雜地層時在地層沖擊力的作用下能夠自適應(yīng)的改變切削齒的切削角,鉆進硬巖后傾角變大、側(cè)轉(zhuǎn)角變小,保護復(fù)合片,鉆進軟巖后傾角變小、側(cè)轉(zhuǎn)角變大,聚晶金剛石復(fù)合片更易切入巖石,完成高效碎巖。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單,裝卸方便,減緩和避免地層變化對切削齒的沖擊力破壞,有效的提高鉆頭的壽命和鉆進效率,提高切削巖石效率和排屑效果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生自適應(yīng)PDC鉆頭,其特征在于:所述切削齒(2)與鉆頭基體(1)之間設(shè)有第一彈性體(23)和第二彈性體(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生自適應(yīng)PDC鉆頭,其特征在于:所述在鉆頭切削巖石時切削齒后傾角在0°~30°范圍內(nèi)變化,側(cè)轉(zhuǎn)角在0°~ 15°范圍內(nèi)變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生自適應(yīng)PDC鉆頭,其特征在于:所述切削齒(2)為超硬切削材料,為聚晶金剛石復(fù)合片或多晶金剛石片或硬質(zhì) 合金齒等。