[發明專利]一種具有水壓致裂功能的鉆頭

有效

• 申請號: 202011042798.8
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112177539B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 張占奎;曹江龍
• 申請（專利權）人: 滄州格銳特鉆頭有限公司
• 主分類號: E21B10/61
• 分類號: E21B10/61;E21B10/60
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種具有水壓致裂功能的鉆頭，其特征在于，包括：

鉆頭本體，頂部設有切削齒，用于切削鉆進具有縫隙的地質巖層；

第一致裂機構，為多個，均設于所述鉆頭本體內部，所述第一致裂機構可伸出所述鉆頭本體頂部并用于向具有縫隙的巖層縫隙內噴射高壓水，高壓水用于致裂具有縫隙的巖層并擴大巖層縫隙；

支撐機構，套設于所述鉆頭本體底部，用于支撐所述鉆頭本體，所述支撐機構與所述鉆頭本體同軸設置，所述支撐機構內部設有用于致裂所述鉆頭本體圓周向上的巖層的第二致裂機構，所述第二致裂機構可伸出所述支撐機構并向所述鉆頭本體圓周向上巖層噴射高壓水，高壓水用于致裂具有縫隙的巖層并擴大巖層縫隙；以及

承托機構，設于所述支撐機構下端，與所述支撐機構可拆卸連接，所述承托機構用于承托所述支撐機構，所述承托機構底部用于連接鉆桿；

所述第一致裂機構和所述第二致裂機構分別通過管路與鉆桿外側的高壓泵連通，所述管路穿過所述鉆頭本體、所述支撐機構和所述承托機構，所述高壓泵用于向所述第一致裂機構和所述第二致裂機構內泵送高壓水；

所述第一致裂機構包括：

固定板，水平設置在所述鉆頭本體內部，上端沿水平方向均布有多個卡槽；

第一桿，一端卡接在所述卡槽內、另一端為自由端且朝向遠離所述固定板的上方，所述第一桿上端伸出所述鉆頭本體頂部；

第二桿，一端用于與所述鉆頭本體內部鉸接、另一端用于卡接所述第一桿的中部，所述第二桿用于支撐所述第一桿呈豎向或傾斜放置；

撥桿，穿過所述鉆頭本體壁，一端與所述第一桿的上端固定連接、另一端穿過所述鉆頭本體壁且伸出至所述鉆頭本體外側，所述鉆頭本體上設有供所述撥桿穿過的條形通孔，撥動所述撥桿的外端，驅動所述第一桿的上端繞所述第一桿的下端轉動；以及

噴頭，可拆卸連接于所述第一桿上端，與所述管路連通，所述噴頭用于朝向巖層縫隙內噴射高壓水，所述噴頭的噴射方向借助于所述第一桿的轉動調節。

2.如權利要求1所述的一種具有水壓致裂功能的鉆頭，其特征在于，在所述管路上設有緩沖罐，所述緩沖罐置于所述支撐機構內，所述緩沖罐內用于容納被所述高壓泵泵送的高壓水，并緩沖高壓水的沖擊力，從所述緩沖罐輸出的高壓水流向所述第一致裂機構和所述第二致裂機構。

3.如權利要求1所述的一種具有水壓致裂功能的鉆頭，其特征在于，所述第一桿為伸縮式桿件，所述第一桿下端在多個所述卡槽內的卡接位置借助于所述第二桿調節，所述第二桿為伸縮式桿件，所述條形通孔為長條形通孔，在所述長條形通孔的兩端下部設有弧形部，當所述第一桿轉動時所述弧形部用于容納所述撥桿，所述弧形部的設置范圍與所述撥桿的撥動范圍相適配。

4.如權利要求1所述的一種具有水壓致裂功能的鉆頭，其特征在于，所述第一桿的下端設有輥子，所述輥子卡接在不同位置的所述卡槽內，所述輥子的兩端設有卡接部，所述卡接部卡接在所述卡槽內，用于限位所述第一桿下端。

5.如權利要求1所述的一種具有水壓致裂功能的鉆頭，其特征在于，所述支撐機構包括：

套筒，上端開口，用于套接在所述鉆頭本體底部，與所述鉆頭本體同軸設置，所述套筒壁內部設有中空腔室，所述第二致裂機構位于中空腔室內部且伸出中空腔室并朝向所述鉆頭本體外圓周向上噴射高壓水；以及

圓臺，呈倒立狀，上端與所述套筒底端固定連接，下端用于與所述承托機構連接，所述圓臺與所述套筒同軸設置，所述圓臺用于支撐所述套筒，所述圓臺外壁上設有外螺紋，所述管路依次穿過所述承托機構、所述圓臺和所述套筒并至所述鉆頭本體內。

6.如權利要求5所述的一種具有水壓致裂功能的鉆頭，其特征在于，所述第二致裂機構包括：

噴嘴，為多個，均固設于所述套筒外壁上，多個所述噴嘴分別與所述管路連通，所述管路內的高壓水通過所述噴嘴噴向所述鉆頭本體外圓周向上的巖層；以及

保徑齒，為多個，分別與多個所述噴嘴交錯設置，所述鉆頭本體鉆進時所述保徑齒用于保護所述噴嘴。