[實用新型]階梯式導向型無芯鉆頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220158068.9
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN202611596U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設計）人: 朱寶順
• 申請（專利權(quán)）人: 朱寶順
• 主分類號: E21B10/43
• 分類號: E21B10/43;E21B10/46;E21B10/32
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本實用新型涉及一種鉆探所需用的無芯鉆頭，適用于煤礦井下瓦斯氣體抽采與抽放，瓦斯氣體泄放與排放，探放水，滅火鉆孔，還適用于石油、地熱井、水井、煤層氣采、頁巖氣采、工程鉆孔。

背景技術(shù)

目前，鉆探不需取巖芯用的無芯鉆頭，如金剛石全面鉆頭、金剛石復合片(PDC)內(nèi)凹式無芯鉆頭，存在的問題是，無芯鉆探時，鉆頭對巖層切削是全面切削，巖層對鉆頭阻力大，所以鉆進尺速度慢，工作效率低。同時鉆機工作壓力對鉆桿和鉆頭增大鉆桿易折斷。尤其在煤礦瓦斯抽采與抽放，泄放與排放無芯鉆探中，鉆進尺效率低、成孔少，直接影響了瓦斯治理的進度。探放水時，金剛石全面鉆頭及金剛石復合片內(nèi)凹式無芯鉆頭，遇高壓力水時，由于這兩種鉆頭與巖層之間的間隙小，高壓力水水流不暢，對鉆具產(chǎn)生大的壓力，易將鉆具沖向孔外，不安全。遇高壓力瓦斯氣體時，易發(fā)生頂鉆現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服金剛石全面鉆頭、金剛石復合片(PDC)內(nèi)凹式無芯鉆頭，在鉆探中，進尺速度慢，工作效率低，鉆桿易折斷，探放水不安全，瓦斯氣體頂鉆的問題，本實用新型提供一種新型階梯式導向型無芯鉆頭，不僅克服了其它無芯鉆頭，進尺速度慢、阻力大，鉆機工作壓力對鉆桿增大，鉆桿易折斷，探放水不安全問題，而且鉆進尺時，巖層對鉆頭阻力小，鉆進速度快，導向性能好，鉆孔直，鉆桿不易折斷。由于階梯作用，探放水鉆進時，高壓力水，對鉆具產(chǎn)生的壓力減小，所以安全。由于階梯作用，高壓力瓦斯氣體不會對鉆具產(chǎn)生頂鉆的問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是：

階梯式導向型無芯鉆頭，是由前節(jié)、是節(jié)、尾節(jié)和單層翼片，雙層階梯式翼片組成。前節(jié)用圓鋼加工，端部加工成偏芯狀，并加工成偏芯水孔，加工通槽便于焊接硬質(zhì)合金3塊，對面用2塊焊接。中節(jié)、尾節(jié)用厚壁地質(zhì)鉆桿加工而成。單層翼片和雙層階梯式翼片，用厚壁地質(zhì)管材加工，加工槽口，同時加工協(xié)面。也可以用鋼板加工，但是翼片與中節(jié)、尾節(jié)焊接面加工圓弧槽型，便于焊接牢固，周正。前節(jié)、中節(jié)、尾節(jié)按順序絲扣連接。單層翼片協(xié)面焊接在中節(jié)尾部。雙層階梯式翼片協(xié)面，焊接尾節(jié)尾部。鉆較軟巖層時，用硬質(zhì)合金焊接在單層翼片和雙層階梯式翼片槽口里面，前節(jié)端面通槽同樣焊接硬質(zhì)合金成偏芯狀。鉆較硬巖層時，用金剛石復合片(PDC)焊接在單層和雙層階梯式槽里面，前節(jié)端面，通槽，同樣焊接金剛石復合片成偏芯狀。鉆堅硬巖石時，將人造金剛石燒結(jié)在單層翼片和雙層階梯式翼片上面。燒結(jié)在前節(jié)端面成偏芯狀。這樣就加工成，硬質(zhì)合金階梯式導向型無芯鉆頭。金剛石復合片(PDC)階梯式導向型無芯鉆頭。人造金剛石階梯式導向型無芯鉆頭。3種硬質(zhì)材料不同的階梯式導向型無芯鉆頭。旋轉(zhuǎn)鉆進時，由于偏芯，所以無巖芯，可根據(jù)地質(zhì)巖層條件，合理選用3種階梯式導向型無芯鉆頭。采用3塊單層翼片，按120°均布，焊接在中節(jié)尾部上。采用4塊雙階梯式翼片，按90°均布焊接在尾節(jié)尾部上。同時也可以按孔徑要求，加工大口徑階梯式，導向型無芯鉆頭，但是，前節(jié)、中節(jié)、尾節(jié)直徑增大，以滿足多層階梯多翼片的焊接。鉆進時鉆桿與尾節(jié)連接，鉆軟巖層時，采用中節(jié)3塊單層翼片，尾節(jié)3塊雙層階梯式翼片無芯鉆頭鉆進，此種鉆頭，巖層對鉆頭的阻力減到最小，此時鉆進速度快，鉆機工作壓力小，鉆桿少力，不易折斷。

本實用新型的有益效果是，鉆時時無芯，前節(jié)小口徑先鉆進巖層，中節(jié)單層翼片擴孔鉆進，然后尾節(jié)雙層階梯式翼片逐級擴孔鉆進。這種鉆進方式，鉆機，鉆桿省力。前節(jié)與中節(jié)相互起導向作用，中節(jié)又與尾節(jié)雙層階梯翼片前又起導向作用，所以鉆孔直，鉆進時遇高壓力水，高瓦斯氣體時，由于階梯作用，不會對鉆具產(chǎn)生大的壓力，所以安全，鉆時尺速度快，鉆孔直，鉆桿不易折斷。階梯式導向型無芯鉆頭，結(jié)構(gòu)合理，進尺速度快，加工容易，使用方便，節(jié)省原材料。多鉆瓦斯抽采與抽放鉆孔，多抽取瓦斯氣體，使瓦斯氣體充分利用，同時，減少對礦井及人身的危害。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明：

圖1是本實用新型的示意圖。

圖2是前節(jié)剖面構(gòu)造圖，圖中1是偏芯水孔，2是偏芯通槽。

圖3是中節(jié)剖面圖，圖中1是單層翼片焊接位置。

圖4是尾節(jié)剖面圖，圖中1是雙層階梯式翼片焊接位置。

圖5是單層翼片加工示意圖，圖中1槽，2協(xié)面。

圖6是雙層階梯式翼片加工示意圖，圖中1槽，圖中2槽口，圖中3協(xié)面。

在圖1中1是前節(jié)，2是中節(jié)，3是單層翼片，4是尾節(jié)，5是雙層階梯式翼片，6是硬質(zhì)合金，7是硬質(zhì)合金，8是硬質(zhì)合金。

具體實施方式