[實用新型]內螺旋筒式組合巖石鉆具

無效

• 申請號: 201020237207.8
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN201738814U
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 黃玉文;楊鵬;翁煒;馮美貴;史新慧;朱迪斯
• 申請（專利權）人: 北京探礦工程研究所
• 主分類號: E21B10/04
• 分類號: E21B10/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種內螺旋筒式組合巖石鉆具，適用于鉆成孔施工作業。

背景技術

在旋挖鉆機鉆進施工過程中鉆具的選擇至關重要。在硬巖地層鉆進工況下，可以選用筒式巖石鉆具及短螺旋鉆具，但在實際應用過程中，均存在著影響鉆進效率和成孔質量的問題。普通筒式巖石鉆具的工作原理是鉆具外筒體下方的切削工具在地層中切割出一個環形槽，在提鉆時利用鉆機上提拉力拉斷巖心，巖心依靠巖屑之間的粘附和卡堵被鉆具攜帶到地表后卸除。其優點是施加在切削工具上的比壓力大，切削效率高，但是在旋挖鉆進成孔過程中由于鉆孔機能力、巖心長徑比及地層特性等原因，常會出現無法拉斷巖心，或是巖屑在提鉆過程中脫落的情況。短螺旋鉆具利用沿螺旋葉片布置的切削工具可有效破碎巖心，但常會出現巖渣從葉片外側脫落的情況。因此目前在大口徑旋挖鉆進施工過程中目前通常采用分級組合鉆進的工法，即先采用小規格的筒式巖石鉆具切削并取出巖心，隨后再使用大規格的螺旋鉆具完成擴孔工作，最后再使用清孔鉆頭完成成孔工作，工序復雜，效率低下。

在此種情況下，需要研究新型式的巖石鉆具，有效解決硬巖地層鉆進以及攜帶巖心的問題，簡化工作步驟，提高鉆進效率。

發明內容

為了解決目前硬巖地層旋挖鉆進施工工序復雜及鉆進困難、難以有效攜帶巖心的問題，本實用新型提供一種內螺旋筒式組合巖石鉆具，該鉆具可完成鉆孔、碎巖、成孔的工作。

該鉆具由連接法蘭1、加強筋2、連接蓋板3、外筒體4、耐磨條5、芯軸連接板6、螺旋芯軸7、螺旋葉片8、切削工具9、貫通開口10組成，所述外筒體通過連接蓋板與連接法蘭固定連接。螺旋芯軸與外筒體完全同心，通過芯軸連接板與連接法蘭固定連接。螺旋葉片的內側與芯軸固定連接，外側與外筒體的內壁固定連接。數個螺旋葉片沿圓周方向均勻布置。所述切削工具分別固定在外筒體與螺旋葉片的下端。

優選地，所述螺旋葉片上的切削工具的下端高于外筒體上切削工具的下端。

優選地，所述螺旋葉片設置為兩片，對稱布置。

優選地，所述若干個耐磨條分為2至3組，圓周方向均勻布置，每組耐磨條自上而下延軸向方向均勻間隔布置。

所述貫通開口在圓周方向上均勻布置在各組耐磨條之間的空隙內。

優選地，各貫通開口的位置設置在筒體的不同高度位置。

外筒超前鉆進，利用外筒體上的切削工具相對于螺旋葉片上的切削工具的高度差和徑向位置差，實現分級鉆進、破碎的功能。外筒體上切削工具先切削地層，利用外筒體上切削工具較大的比壓力先克服地層圍壓切削地層，巖心進入外筒體內部后螺旋葉片上的切削工具開始對去除圍壓之后的巖心進行破碎切削，破碎后的巖心沿螺旋葉片導向進入筒體內壁與芯軸之間的空間內。在提鉆過程中，相比起相同外徑規格的單筒體的筒式巖石鉆具，內螺旋筒式組合巖石鉆具在切削巖層之后對巖心進行了破碎，所需拉力大幅降低。芯軸與筒體內壁之間的巖心依靠芯軸以及外筒體內壁之間的摩擦力及卡阻力攜帶到地面，外筒體內表面與螺旋芯軸外表面及螺旋葉片組成相對封閉的環形空間，此設計減小了筒體內部空間，增大了巖心的長徑比，提高了提鉆過程中發生巖心楔形卡堵的幾率，便于攜帶巖心。

本實用新型的有益效果是一種鉆具實現多種功能，改善取心效果，簡化施工工序，提高鉆進效率，有效降低成本。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

圖1為內螺旋筒式組合巖石鉆具的正視結構示意圖。

圖2為內螺旋筒式組合巖石鉆具的仰視結構示意圖。

圖中1.連接法蘭，2.加強筋，3.連接蓋板，4.外筒體，5.耐磨條，6.芯軸連接板，7.螺旋芯軸，8.螺旋葉片，9.切削工具，10.貫通開口。

具體實施方式

一種內螺旋筒式組合巖石鉆具，包括連接法蘭1、加強筋2、連接蓋板3、外筒體4、耐磨條5、芯軸連接板6、螺旋芯軸7、螺旋葉片8、切削工具9、貫通開口10。連接法蘭1根據鉆機配套，一般為方形，其上有連接穿銷孔，通過銷軸與鉆機鉆桿相連接。連接法蘭1與加強筋2、連接蓋板3固定在一起，連接法蘭1在圓形連接蓋板3的中心部位，與連接蓋板水平面保證垂直，外筒體4上端與連接蓋板3固定為一體，連接法蘭1同心，螺旋芯軸7、芯軸連接板6與連接法蘭1固定為一體，保證螺旋芯軸7與外筒體4保持同心，并且保證與連接蓋板的垂直度。螺旋葉片8與螺旋芯軸7固定為一體。在外筒體4的外壁沿圓周方向均勻地布置有2至3組耐磨條5，每組耐磨條若干條，耐磨條5起到抗磨、扶正鉆具的作用，在外筒體4和螺旋葉片8的下部均固定有數個切削工具9，切削工具9交錯布置，切削巖層。