[實用新型]一種階梯狀鉆頭的旋翼塊式擴孔鉆具

有效

• 申請號: 201821273751.0
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN208564438U
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 佘繼春
• 申請（專利權）人: 成都探礦機械廠
• 主分類號: E21B7/28
• 分類號: E21B7/28;E21B10/28;E21B10/43
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 萬利

本實用新型公開了一種階梯狀鉆頭的旋翼塊式擴孔鉆具，由鉆頭與軸柄組成，在軸柄上設有連接口，鉆頭包括直徑面、頂面、底面、第一傾斜外圓面、第一垂直外圓面、第二傾斜外圓面、第二垂直外圓面，頂面與底面相互平行，第一垂直外圓面、第二垂直外圓面、直徑面分別垂直于頂面、底面，第一傾斜外圓面傾斜布置在第一垂直外圓面的頂部與頂面之間，第二傾斜外圓面傾斜布置在第一垂直外圓面的底部與第二垂直外圓面的頂部之間。本實用新型將一體式垂直外圓面改進為階梯狀外圓面，使孔底的凹槽起到對鉆頭的頂面、第一傾斜外圓面、第一垂直外圓面的固定作用，使鉆具定心性好，在鉆頭鉆鑿的過程中，鉆具的軸向振動、周向振動和橫向振動能夠得到有效減小。

技術領域

本實用新型涉及地質礦產勘查設備技術領域，具體的說，是指一種階梯狀鉆頭的旋翼塊式擴孔鉆具。

背景技術

跟管鉆具應用于地質礦產勘查領域，在眾多復雜的地層鉆進施工中，塌孔、埋鉆是施工人員經常遇到的并且又十分頭疼的問題，采用常規的鉆進工藝方法很難保證鉆孔的質量和施工效率。潛孔沖擊器跟管鉆進技術充分利用了潛孔沖擊器高效沖擊破碎巖石的優勢，在高效碎巖鉆進的同時，跟入套管保護鉆孔的孔壁，利用套管的剛性導向作用，可以抑制鉆孔彎曲，保證鉆孔的直線度，因此跟管擴孔鉆具在國內外也被廣泛應用于堅硬、破碎、松散等復雜地層的工程鉆孔施工中。潛孔沖擊器跟管鉆進技術是通過鉆桿與潛孔沖擊器驅動鉆具沖擊和回轉，帶動鉆具上的偏心擴孔頭自轉，擴孔頭在偏心力作用下展開，因此被稱之為“旋翼塊式擴孔鉆具”，之后鉆頭展開的直徑大于跟管和管靴的外徑，從而達到擴孔的目的。

現有技術中的潛孔跟管鉆具大部分都是偏心原理的跟管鉆具，在使用過程中，當地質巖性不均勻時，鉆具的機械運動會造成很大的軸向振動、周向振動和橫向振動，這種振動對鉆探工程影響很大：其一，鉆具的機械振動很容易造成鉆頭、鉆桿等機具的破壞；其二，由于機械振動，鉆頭的保徑定心性不好，會造成井孔擴大、失圓、孔斜等問題，為后期工程增加難度；其三，由于機械振動會降低鉆進速度，影響進尺，嚴重時會造成鉆井失敗；其四，由于鉆具的機械振動，井孔擴大，增加能量消耗，因此減少鉆具振動是鉆探工程中亟待解決的一個重要問題。

因此提供一種能夠增強鉆頭在鉆進過程中的定心作用，以減小鉆具振動的旋翼塊式擴孔鉆具，是本技術領域的技術人員所要解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種階梯狀鉆頭的旋翼塊式擴孔鉆具，以解決現有技術中的潛孔跟管鉆具在機械運動時會造成很大的軸向振動、周向振動和橫向振動，從而造成鉆頭、鉆桿等機具容易破壞，鉆頭的保徑定心性不好、井孔擴大、失圓、孔斜等問題，本實用新型通過下述技術方案實現：

一種階梯狀鉆頭的旋翼塊式擴孔鉆具，由鉆頭與軸柄組成，在軸柄上設有用于連接潛孔沖擊器的連接口，所述鉆頭包括直徑面、頂面、底面、第一傾斜外圓面、第一垂直外圓面、第二傾斜外圓面、第二垂直外圓面，頂面與底面相互平行，第一垂直外圓面、第二垂直外圓面、直徑面分別垂直于頂面、底面，第一傾斜外圓面傾斜布置在第一垂直外圓面的頂部與頂面之間，第二傾斜外圓面傾斜布置在第一垂直外圓面的底部與第二垂直外圓面的頂部之間，并且在頂面上過盈連接有錐形齒，在第一傾斜外圓面與第二傾斜外圓面上過盈連接有半圓齒，在第二垂直外圓面上過盈連接有平頂齒。

本實用新型將現有技術中鉆頭的一體式垂直外圓面改進為具有兩個階梯的階梯狀外圓面，當鉆頭在鉆鑿過程中，隨著頂面上錐形齒與第一傾斜外圓面上半圓齒的鉆進，鉆頭的第一垂直外圓面始終首先進入土層，這樣第一垂直外圓面以下的孔底即形成一個凹槽；第二傾斜外圓面上的半圓齒同時對第二階梯的土體進行鉆鑿，使整個孔底與鉆頭形成形狀適配的臺階狀，孔底的凹槽則起到對鉆頭的頂面、第一傾斜外圓面、第一垂直外圓面的固定作用，使鉆具具有較好的定心性，在鉆頭鉆鑿的過程中，鉆具的軸向振動、周向振動和橫向振動能夠得到有效減小，從而不會造成井孔擴大、失圓、孔斜等問題，同時使鉆具的使用壽命更長久。