1. 一种钻井切削力实时监测的智能钻头,包括PDC钻头本体(1),在钻头本体上设有多个均布的PDC钻头刀翼(2),在PDC钻头刀翼的切削面上设有多个PDC钻头切削齿(21),其特征在于,在每一排PDC钻头切削齿中,包括有至少一个测压切削齿(24);所述测压切削齿(24)带有压力监测装置,在PDC钻头刀翼中部设有刀翼内部布线槽(22),在PDC钻头保径面内设有保径面布线槽(23),保径面布线槽(23)下部连接到喷头内部的中空腔体,上部连接到测压切削齿(24)的压力监测装置;在刀翼内部布线槽(22)内设有导线(2413),在保径面布线槽(23)内设有信号转换模块(4),导线(2413)从压力监测装置连接到信号转换模块(4),信号转换模块(4)带有无线信号发射装置(5)。

2. 根据权利要求1所述的一种钻井切削力实时监测的智能钻头,其特征在于,所述压力监测装置为压电式传感器(241),压电式传感器(241)嵌套在加工为中空结构的PDC钻头切削齿(21)中部,构成测压切削齿(24),压电式传感器(241)所接导线(2413)表面涂有耐高温的绝缘涂料。

3. 根据权利要求2所述的一种钻井切削力实时监测的智能钻头,其特征在于,所述压电式传感器(241)的包括基座(2418),所述基座(2418)为中空的筒体结构,其一端设有中部开口的圆孔,孔径小于筒体内径,另一端外壁设有一段凸缘,在凸缘内设有多个螺纹孔,在基座(2418)带有螺纹孔一侧的端部传感器顶盖(2414),传感器顶盖(2414)上设有多个与基座(2418)对应的螺纹孔,并通过配套设置的螺柱(2412)连接,所述传感器顶盖(2414)内部依次设有压板(2415)、压电晶体(2416)、导电片(2417)、压电晶体(2416),并通过传感器顶盖(2414)将它们压紧在基座(2418)内,让最末端的压电晶体(2416)外边缘堵住基座(2418)的圆孔;

在传感器顶盖(2414)上方还设有一段电线插座(2411),电线插座(2411)也设有螺纹孔,并通过螺柱(2412)固定在传感器顶盖(2414)和基座(2418)上;

在导电片(2417)侧面连接有导线(2413),在传感器顶盖(2414)上设有孔,导线(2413)从基座(2418)内部穿过传感器顶盖(2414)上的孔延伸到外并最终连接到信号转换模块(4);

所述压电式传感器(241)的直径为8mm,小于PDC钻头切削齿(21)的直径。

4. 根据权利要求3所述的一种钻井切削力实时监测的智能钻头,其特征在于,用于放置压电式传感器(241)的PDC钻头切削齿(21),其被加工为一端封闭的筒体结构,封闭端内侧设有圆形凸台,且圆形凸台的直径和深度与设置于基座(2418)一端的圆孔尺寸完全一致,圆形凸台能刚好接触到靠端部的压电晶体(2416),在PDC钻头切削齿(21)筒体结构的另一端设有多个螺纹孔,并在螺纹孔端设有压紧板,在压紧板上设有对应PDC钻头切削齿(21)筒体结构的螺纹孔,通过螺栓(2412)将压紧板和PDC钻头切削齿(21)固定,并进一步的将压电式传感器(241)压紧在PDC钻头切削齿(21)内部。

5. 根据权利要求4所述的一种钻井切削力实时监测的智能钻头,其特征在于,布线槽(23)下部连接在PDC钻头本体内部的中空腔体侧面,并从中空腔体连接到PDC钻头本体(1)外侧,在连接处的外侧设有沉孔,在沉孔内放置信号转换模块(4),并在信号转换模块(4)到PDC钻头本体(1)内部的中空腔体之间的布线槽(23)内设置无线信号发射装置(5)。

6. 根据权利要求1-5中任一项所述的一种钻井切削力实时监测的智能钻头,其特征在于,刀翼内部布线槽(22)和保径面布线槽(23)呈现L型结构,其顶部从压电式传感器(241下方垂直延伸到PDC钻头本体(1)内部的中空腔体上方,然后水平延伸至PDC钻头刀翼(2)侧面,作为刀翼内部布线槽(22),然后从PDC钻头刀翼向下设有一整块空槽,作为保径面布线槽(23,保径面布线槽(23)连接到沉孔,与沉孔构成倒T型结构。

7. 根据权利要求6所述的一种钻井切削力实时监测的智能钻头,其特征在于,所述保径面布线槽(23)和沉孔外部,设有T型的密封块,所述密封块为硬质橡胶,并压紧在保径面布线槽(23)与沉孔构成的倒T型结构中,保持内外密封。

8. 根据权利要求1所述的一种钻井切削力实时监测的智能钻头,其特征在于,所述测压切削齿(24)由设置于刀翼(2)中部的那颗PDC钻头切削齿(21)改装而来,若该刀翼(2)上PDC钻头切削齿(21)为偶数个,则选择其中部的2PDC钻头切削齿(21)中的靠近PDC钻头本体(1)轴心的PDC钻头切削齿(21)来进行改装。

9. 根据权利要求1所述的一种钻井切削力实时监测的智能钻头,其特征在于,在井场设有配套的无线信号接收器、数据采集卡、计算机。

10. 一种如权利要求1-9中任一项所述的钻井切削力实时监测的智能钻头的工作方法,其特征在于,步骤如下:

当钻头工作时,PDC钻头刀翼上的PDC钻头切削齿(21)对地层进行切削,此时切削力通过测压切削齿(24)上的压电式传感器(241)测定,并通过电信号经过导线(2413)传输到信号转换模块(4),将该电信号在信号转换模块(4)进行电荷放大、电压放大,放大器输出的符合要求的电压,再经过低通滤波器滤波后变成低频电压信号,低频电压信号经过采样保持电路单元中采样保持电路的采样保持后变成离散信号,离散信号经A/D转换后变成数字信号,处理后的数字信号送入无线信号发射装置(5),然后发送至地面,通过无线信号接收装置接收该信号并经由数据采集卡传输至计算机,由计算机记录并保存采集到的电信号;和/或在处理后的数字信号送入无线信号发射装置(5)后,储存在无线信号发射装置(5)中,待取出后分析其内部的数据情况。