本发明公开了一种井下更换PDC钻头装置，包括钻铤、锁紧环、刀翼、钻头胚、右升降台、钻叶支柱、钻叶、传动杆、左升降台，钻铤上部设有副刀，下部沿上、下方向滑动设置两个升降台，上方升降台和钻叶的上部铰接，下方升降台和钻叶支柱的下端铰接，钻叶的中部和钻叶支柱的上部铰接，钻叶侧面设有用于切削的钻叶刃，钻头胚和钻铤固定联接，钻头胚和刀翼可拆卸联接；刀翼胚外表面固定设置切削齿，钻叶的位置处于安装在钻头胚上的两个刀翼之间。本发明避免了传统更换钻头中起下钻的过程，使更换钻头的过程更加简洁、安全，节省了很多时间，有效避免了起下钻过程可能产生的工程问题。
1.一种井下更换PDC钻头装置，包括钻铤(1)、锁紧环(3)、刀翼(5)、钻头胚(6)，其特征在于：井下更换PDC钻头装置还包括右升降台(4)、钻叶支柱(7)、钻叶(8)、传动杆(9)、左升降台(10)，所述的钻铤(1)上部设有副刀(2)，下部沿上、下方向滑动设置两个升降台，其中上方的升降台和钻叶(8)的上部铰接，其中下方的升降台和钻叶支柱(7)的下端铰接，所述的钻叶(8)的中部和钻叶支柱(7)的上部铰接，钻叶(8)侧面设有用于切削的钻叶刃(81)，所述的钻头胚(6)和钻铤(1)固定联接，钻头胚(6)和刀翼(5)可拆卸联接；所述的刀翼(5)包括呈“J”形的刀翼胚(52)，刀翼胚(52)外表面固定设置切削齿(53)，刀翼胚(52)下方末端设有向上伸长的外伸凸台(54)，所述的钻叶(8)的位置处于安装在钻头胚(6)上的两个刀翼(5)之间，所述的上方的升降台和下方的升降台的直径小于井的孔径；
所述的上方的升降台、下方的升降台分别包括左升降台(10)、右升降台(4)，左升降台(10)和右升降台(4)可拆卸联接，所述的副刀(2)包括刀翼(5)和锁紧环(3)，所述的锁紧环(3)穿设在刀翼(5)的锁定块二(51)内，副刀(2)通过副刀(2)的锁紧环(3)可拆卸的设置在钻铤(1)的支撑架(12)上，所述的钻铤(1)的中部沿竖直方向设有定位块一(13)，所述的定位块一(13)沿竖直方向开设贯穿的螺纹孔，定位块一(13)的螺纹孔和传动杆(9)的螺纹相配合，所述的上方的升降台设置在定位块一(13)下方；
所述的钻头胚(6)上部的连接台(61)和钻铤(1)的下端固定联接，钻头胚(6)下部的安装台(62)沿竖直方向开设与刀翼(5)数量相同的安装槽(63)，所述的刀翼(5)与安装槽(63)可拆卸联接；
所述的刀翼(5)上部的内表面设有锁定块二(51)，锁定块二(51)开设有周向通孔，所述的锁紧环(3)活动的穿设在锁定块二(51)内，所述的锁紧环(3)由塑性材料制成，锁紧环(3)的中部是锁紧带(31)，两端设有外伸带(32)，锁紧环(3)的整体形状为圆形，所述的外伸带(32)之间有间距，锁紧环(3)穿过所有安装在钻头胚(6)上的刀翼(5)后，通过螺栓来减小外伸带(32)之间的间距，以达到刀翼(5)和钻头胚(6)相对位置固定的目的，所述的刀翼(5)安装完成后锁定块二(51)的下表面和安装台(62)的上表面相贴合。
2.如权利要求1所述的井下更换PDC钻头装置，其特征在于：所述的上方的升降台、下方的升降台还分别包括锁紧环(3)，所述的右升降台(4)的中部是右底板(41)，所述的右底板(41)的上部设有锁定块一(43)，下部设有定位块二(44)，所述的左升降台(10)与右升降台(4)结构相对应，所述的锁定块一(43)开设有通孔，锁紧环(3)穿设在左升降台(10)和右升降台(4)的锁定块一(43)中，所述的左升降台(10)和右升降台(4)的中部开设沿竖直方向贯穿的导向槽(42)，所述的钻叶(8)上部和上方的升降台的定位块二(44)铰接，所述的钻叶支柱(7)下部和下方的升降台的定位块二(44)铰接。
3.如权利要求2所述的井下更换PDC钻头装置，其特征在于：所述的钻铤(1)中间段是形状与导向槽(42)相对应的导向杆(11)，钻铤(1)的上部外伸设置用于放置副刀(2)的支撑架(12)，钻铤(1)的中部沿竖直方向设有定位块一(13)，钻铤(1)的下部设置用于支撑下方的升降台的支撑台(14)。
4.如权利要求1所述的井下更换PDC钻头装置，其特征在于：所述的钻叶(8)和钻叶支柱(7)的形状是杆状，所述的钻叶(8)侧面的竖直方向设有用于切削的钻叶刃(81)，定位块三(82)设置在钻叶(8)内侧面的中部，所述的钻叶支柱(7)和定位块三(82)铰接。
5.如权利要求3所述的井下更换PDC钻头装置，其特征在于：所述的刀翼(5)数目根据实际情况设定，有3个、4个、5个或6个。
6.如权利要求5所述的井下更换PDC钻头装置，其特征在于：所述的钻叶(8)有5个。
7.如权利要求6所述的井下更换PDC钻头装置，其特征在于：所述的钻头胚(6)的底部设有向上的凹槽。
8.如权利要求7所述的井下更换PDC钻头装置，其特征在于：所述的支撑架(12)的形状呈“L”形。
一种井下更换PDC钻头装置
技术领域
[0001] 本发明涉及石油天然气勘探设备用具技术领域，尤其涉及一种井下更换PDC钻头装置。技术背景
[0002] PDC钻头是地质钻探行业常用的一种钻井工具，在进行钻井作业中，钻齿的磨损或者是现有钻头型号与地质不匹配时，就需要更换新的钻头。现有的更换钻头方式都是利用装备将井内的钻具全部取出，将旧钻头卸下后装上新钻头并按原立柱顺序下到井内即可恢复钻进。
[0003] 目前有许多可以快速更换钻头的装置，例如专利号为CN201610579685的中国专利，公开了一种钻齿可拆卸的PDC钻头，钻齿可拆卸的联接在刀翼上，更换的时候用新钻齿更换下旧钻齿，不用更换钻头胎体，减少更换钻头时间的同时也减小了资源的浪费。但是该方法的实现需要先将所有钻具全部取出，并不能节省起下钻过程所需要的时间。
发明内容
[0004] 本发明的目的是设计一种可以在井下更换钻头的装置，简化更换钻头的过程，避免起下钻，节省更多的时间。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：一种井下更换PDC钻头装置，包括钻铤1、锁紧环3、刀翼5、钻头胚6，其特征在于：井下更换PDC钻头装置还包括右升降台4、钻叶支柱7、钻叶8、传动杆9、左升降台10，所述的钻铤1上部设有副刀2，下部沿上、下方向滑动设置两个升降台，所述的上方升降台和钻叶8的上部铰接，下方升降台和钻叶支柱7的下端铰接，所述的钻叶8的中部和钻叶支柱7的上部铰接，钻叶8侧面设有用于切削的钻叶刃81，所述的钻头胚6和钻铤1固定联接，钻头胚6和刀翼5可拆卸联接；所述的刀翼5包括呈“J”形的刀翼胚52，刀翼胚52外表面固定设置切削齿53，刀翼胚52下方末端设有向上伸长的外伸凸台54，所述的钻叶8的位置处于安装在钻头胚6上的两个刀翼5之间，所述的上方升降台和下方升降台的直径小于井的孔径。
[0006] 所述的升降台包括左升降台10、右升降台4，左升降台10和右升降台4可拆卸联接，所述的副刀2包括刀翼5和锁紧环3，所述的锁紧环3穿设在刀翼5的锁定块二51内，副刀2通过锁紧环3可拆卸的设置在钻铤1的支撑架12上，所述的钻铤1的中部沿竖直方向设有定位块一13，所述的定位块一13沿竖直方向开设贯穿的螺纹孔，定位块一13的螺纹孔和传动杆9的螺纹相配合，所述的上升降台设置在定位块一13下方。
[0007] 所述的钻头胚6上部的连接台61和钻铤1的下端固定联接，钻头胚6下部的安装台62沿竖直方向开设与刀翼5数量相同的安装槽63，所述的刀翼5与安装槽63可拆卸联接。所述的升降台还包括锁紧环3，所述的右升降台4的中部是右底板41，所述的右底板41的上部设有锁定块一43，下部设有定位块二44，所述的左升降台10与右升降台4结构相对应，所述的锁定块一43开设有通孔，锁紧环3穿设在左升降台10和右升降台4的锁定块一43中，所述的左升降台10和右升降台4的中部开设沿竖直方向贯穿的导向槽42，所述的钻叶8上部和上方升降台的定位块二44铰接，所述的钻叶支柱7下部和下方升降台的定位块二44铰接。
[0008] 所述的刀翼5上部的内表面设有锁定块二51，锁定块二51开设有周向通孔，所述的锁紧环3活动的穿设在锁定块二51内，所述的锁紧环3由塑性材料制成，锁紧环3的中部是锁紧带31，两端设有外伸带32，锁紧环3的整体形状为圆形，所述的外伸带32之间有间距，锁紧环3穿过所有安装在钻头胚6上的刀翼6后，通过螺栓来减小外伸带32之间的间距，以达到刀翼5和钻头胚6相对位置固定的目的，所述的刀翼5安装完成后锁定块二51的下表面和安装台62的上表面相贴合。
[0009] 所述的钻铤1中间段是形状与导向槽42相对应的导向杆11，钻铤1的上部外伸设置用于放置副刀2的支撑架12，钻铤1的中部沿竖直方向设有定位块一13，钻铤1的下部设置用于支撑下升降台的支撑台14。
[0010] 所述的钻叶8和钻叶支柱7的形状是杆状，所述的钻叶8侧面的竖直方向设有用于切削的钻叶刃81，定位块三82设置在钻叶8内侧面的中部，所述的钻叶支柱7和定位块三82铰接。
[0011] 所述的刀翼5数目根据实际情况设定，有3个、4个、5个或6个。所述的钻叶8有5个。所述的钻头胚6的底部设有向上的凹槽。所述的支撑架12的形状呈“L”形。
[0012] 与现有技术相比，本发明有如下优点：
[0013] 1.本发明一种井下更换PDC钻头装置，避免了传统更换钻头中起下钻的过程，使更换钻头的过程更加简洁、安全，节省了很多时间。
[0014] 2.本发明由于更换钻头时不需要起下钻，有效避免了起下钻过程可能产生的工程问题。
[0015] 3.本发明更换钻头时仅需要更换已经被磨损了的刀翼，而钻头胚可以循环使用，节省了材料，减少了资源的浪费。
附图说明
[0016] 图1是井下更换PDC钻头装置的总体的示意图
[0017] 图2是钻铤的局部的示意图
[0018] 图3是钻头的示意图
[0019] 图4是刀翼的示意图
[0020] 图5是锁紧环的示意图
[0021] 图6是升降台正面的示意图
[0022] 图7是升降台反面的示意图
[0023] 图8是副刀的示意图
[0024] 图9是图1的A部的示意图附图标记：1‑钻铤、2‑副刀、3‑锁紧环、4‑右升降台、5‑刀翼、6‑钻头胚、7‑钻叶支柱、8‑钻叶、9‑传动杆、10‑左升降台、11‑导向杆、12‑支撑架、13‑定位块一、14‑支撑台、31‑锁紧带、32‑外伸带、41‑右底板、42‑导向槽、43‑锁定块一、44‑定位块二、51‑锁定块二、52‑刀翼胚、53‑切削齿、54‑外伸凸台、61‑连接台、62‑安装台、63‑安装槽、81‑钻叶刃、82‑定位块三。
具体实施方式
[0025] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，现以图中的上下、左右方位为本申请所描述的上下、左右方位，以便描述本申请。
[0026] 如图1至图9，本申请的一种井下更换PDC钻头装置，包括钻铤1、锁紧环3、右升降台4、刀翼5、钻头胚6、钻叶支柱7、钻叶8、传动杆9、左升降台10。如图1所示，所述的钻铤1上部设有副刀2，下部沿上、下方向滑动设置两个升降台，所述的上方升降台和钻叶8的上部铰接，下方升降台和钻叶支柱7的下端铰接，所述的钻叶8的中部和钻叶支柱7的上部铰接。所述的钻铤1的下端与钻头固定联接。
[0027] 如图3‑图5所示，所述的钻头包括：锁紧环3、刀翼5、钻头胚6。所述的钻头胚6上部的连接台61和钻铤1的下端固定联接，钻头胚6下部的安装台62沿竖直方向开设与刀翼5数量相同的安装槽63，所述的钻头胚6的底部设有向上的凹槽，所述的刀翼5与安装槽63可拆卸联接。所述的刀翼5上部的内表面设有锁定块二51，锁定块二51开设有周向通孔，所述的锁紧环3活动的穿设在锁定块二51内，所述的锁紧环3由塑性材料制成，锁紧环3的中部是锁紧带31，两端设有外伸带32，锁紧环3的整体形状为圆形，所述的外伸带32之间有间距，锁紧环3穿过所有安装在钻头胚6上的刀翼后，通过螺栓来减小外伸带32之间的间距，以达到刀翼5和钻头胚6相对位置固定的目的。所述的刀翼5安装完成后锁定块二51的下表面和安装台62的上表面相贴合，所述的刀翼5还包括呈“J”形的刀翼胚52，刀翼胚52外表面固定设置切削齿53，刀翼胚52下方末端设有向上伸长的外伸凸台54。
[0028] 如图6‑图7所示，所述的升降台包括：左升降台10、右升降台4、锁紧环3，所述的左升降台10和右升降台4可分离，所述的右升降台4的中部是右底板41，所述的右底板41的上部设有锁定块一43，下部设有定位块二44，所述的左升降台10与右升降台4结构相对应。所述的锁定块一43开设有通孔，锁紧环3穿设在左升降台10和右升降台4的锁定块一43中。所述的左升降台10和右升降台4的中部开设沿竖直方向贯穿的导向槽42。所述的钻叶8上部和上方升降台的定位块二44铰接，所述的钻叶支柱7下部和下方升降台的定位块二44铰接。
[0029] 如图1‑图2所示，所述的钻铤1中间段是形状与导向槽42相对应的导向杆11，钻铤1的上部外伸设置用于放置副刀的支撑架12，钻铤1的沿竖直方向设有定位块一13，钻铤1的下部设置用于支撑下升降台的支撑台14。所述的定位块一13沿竖直方向开设贯穿的螺纹孔，定位块一13的螺纹孔和传动杆9的螺纹相配合。所述的上升降台设置在定位块一13下方。
[0030] 如图1和图8所示，所述的副刀包括刀翼5和锁紧环3，所述的锁紧环3穿设在刀翼5的锁定块二51内，副刀通过锁紧环3设置在钻铤1的支撑架12上。所述的支撑架12的形状呈“L”形，用以防止副刀的掉落。
[0031] 如图1和图9所示，所述的钻叶8和钻叶支柱7的形状是杆状，所述的钻叶8侧面的竖直方向设有用于切削的钻叶刃81，定位块三82设置在钻叶8内侧面的中部，所述的钻叶支柱7和定位块82铰接。
[0032] 为了使用钻头钻进时钻叶8不发生干涉，所述的钻叶8的位置处于安装在钻头胚6上的两个刀翼5之间。
[0033] 所述的上方升降台和下方升降台的直径小于井的孔径。
[0034] 所述的刀翼5数目根据实际情况设定，通常有3个、4个、5个、6个。
[0035] 使用时，将井下机器人放入井中，井下机器人转动传动杆9，使传动杆9推动上升降台向下移动，钻叶8慢慢打开，钻叶8打开的同时切削周围的岩石，随着钻叶8的打开，最终会在岩石周围形成一个直径大于钻头的空腔，此时拧开上升降台中锁紧环3上的螺母，使上升降台的左升降台10和右升降台4处于分离状态，随后停止钻铤1的转动，使用井下机器人拧开下升降台中锁紧环3上的螺母使下升降台的左升降台10和右升降台4处于分离状态。接着使用井下机器人拧开钻头中锁紧环3上的螺母，使刀翼5和钻头胚6处于可分离状态，取下下方的刀翼5，换下来的刀翼5放置在钻叶在岩石上形成的锥形空间位置，拧松但不完全拧开副刀中锁紧环3的螺栓，将副刀从支撑架12上脱离，副刀由于重力原因下滑，滑到钻头胚位置处，由于锁定块二51设置在刀翼5的内表面，所以锁定块二51接触到安装台62后副刀停止下落，调整副刀的位置以及锁紧环3的直径大小，使副刀的各个刀翼5分别对应安装在钻头胚6的各个安装槽63中，然后拧紧锁紧环3的螺栓，使副刀固定在钻头胚6上，从井中移除井下机器人后即可恢复钻进。
[0036] 特别的为了更充分的利用材料，所述的副刀2可以根据需要设置多个，在更换副刀后，重新将上升降台和下升降台的左升降台10和右升降台4重新组合到一起，即可在下次需要更换钻头时重复上述使用步骤。
[0037] 本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
