[發(fā)明專利]一種用于海洋鉆探的可收縮式鉆頭及鉆具設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110980558.0
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN113530452B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李星辰;許振強(qiáng);謝文衛(wèi);熊亮;寇貝貝;余秋平;于浩雨;曾靜;李晶;李彬;王英圣;黃芳飛
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局
• 主分類號(hào): E21B10/02
• 分類號(hào): E21B10/02;E21B25/02;E21B25/18
• 代理公司: 北京金宏來專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11641
• 代理人: 李東梅

本發(fā)明公開了一種用于海洋鉆探的可收縮式鉆頭及鉆具設(shè)備，其中，該鉆頭包括鉆頭胎體、設(shè)置于鉆頭胎體第一端用于連接巖芯管的連接部、設(shè)置于鉆頭胎體中心貫穿該鉆頭胎體并可與該巖芯管連通的中心孔、設(shè)置于該鉆頭胎體側(cè)壁上貫穿該鉆頭胎體側(cè)壁并與該中心孔連通的安裝腔、可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于該安裝腔內(nèi)的收縮塊、以及設(shè)置于該安裝腔并用于推動(dòng)該收縮塊伸出該鉆頭胎體側(cè)壁外的彈性件。使用時(shí)，可將巖芯管與鉆頭通過連接部進(jìn)行連接，然后將鉆頭和巖芯管一起下入鉆桿內(nèi)，此時(shí)收縮塊被擠壓縮回至鉆頭胎體內(nèi)，彈性件處于彈性形變狀態(tài)，直至鉆頭由鉆桿端部伸出，鉆桿內(nèi)壁不再擠壓收縮塊，彈性件在自身彈性恢復(fù)力作用下向外推動(dòng)該收縮塊伸出該鉆頭胎體側(cè)壁外。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋鉆探領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于海洋鉆探的可收縮式鉆頭及鉆具設(shè)備。

背景技術(shù)

在以鉆透“莫霍面”為目標(biāo)的大洋科學(xué)鉆探中，由于海上施工作業(yè)施工風(fēng)險(xiǎn)大，耗時(shí)長等難題，每天的成本都要超過幾十萬人民幣，為提高大洋鉆探中的鉆進(jìn)取芯效率，經(jīng)常采用繩索取芯鉆探的方式進(jìn)行作業(yè)。繩索取芯鉆進(jìn)的操作特點(diǎn)是取巖心時(shí)不需要提出鉆孔內(nèi)的全部鉆桿柱，其采用專用帶鋼絲繩的打撈器，通過孔內(nèi)鉆桿中心孔將裝有巖心的孔底內(nèi)管提至地面，獲得巖心，從而減少了提下鉆次數(shù)和升降鉆具的輔助時(shí)間，提高了鉆進(jìn)效率，然而當(dāng)鉆頭磨損嚴(yán)重時(shí)，則依然需要將整套鉆具提至地表進(jìn)行鉆頭的更換。此外，大洋底部鉆孔施工條件復(fù)雜，井壁失穩(wěn)而易引發(fā)井壁坍塌等孔內(nèi)事故，因此需要下套管來維護(hù)井壁穩(wěn)定。為節(jié)省作業(yè)時(shí)間，提高取芯鉆進(jìn)及下套管效率，有必要設(shè)計(jì)一款用于大洋鉆探中，可搭配上部繩索取芯鉆具，并可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)跟管鉆進(jìn)的可收縮式鉆頭及附屬鉆具設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種用于海洋鉆探的可收縮式鉆頭及鉆具設(shè)備。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種用于海洋鉆探的可收縮式鉆頭，該鉆頭包括鉆頭胎體、設(shè)置于該鉆頭胎體第一端用于連接巖芯管的連接部、設(shè)置于該鉆頭胎體中心貫穿該鉆頭胎體并可與該巖芯管連通的中心孔、設(shè)置于該鉆頭胎體側(cè)壁上貫穿該鉆頭胎體側(cè)壁并與該中心孔連通的安裝腔、可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于該安裝腔內(nèi)的收縮塊、以及設(shè)置于該安裝腔并用于推動(dòng)該收縮塊伸出該鉆頭胎體側(cè)壁外的彈性件。

在本發(fā)明所述的用于海洋鉆探的可收縮式鉆頭中，該安裝腔第一端設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，該收縮塊第一端設(shè)有可與該轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的軸孔。

在本發(fā)明所述的用于海洋鉆探的可收縮式鉆頭中，該安裝腔第二端設(shè)有限位軸，該收縮塊第二端設(shè)有可供該限位軸穿過的弧形限位孔；

在該收縮塊繞該轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)至伸出該鉆頭胎體側(cè)壁外時(shí)，該限位軸抵接該弧形限位孔第一端端部。

在本發(fā)明所述的用于海洋鉆探的可收縮式鉆頭中，該彈性件為套設(shè)于該轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的扭簧，該扭簧第一端與該收縮塊第一端彈性抵接，該扭簧第二端與該安裝腔內(nèi)側(cè)壁彈性抵接。

在本發(fā)明所述的用于海洋鉆探的可收縮式鉆頭中，該安裝腔第一側(cè)壁上設(shè)有可供該轉(zhuǎn)動(dòng)軸插入螺接的第一螺紋孔，該安裝腔第二側(cè)壁上設(shè)有可供該轉(zhuǎn)動(dòng)軸插入并穿過的第一通孔，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸第一端設(shè)有可插入至該第一螺紋孔內(nèi)與該第一螺紋孔螺接的第一螺紋柱，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸第二端設(shè)有第一螺帽；

該安裝腔第一側(cè)壁上還設(shè)有可供該限位軸插入螺接的第二螺紋孔，該安裝腔第二側(cè)壁上還設(shè)有可供該轉(zhuǎn)動(dòng)軸插入并穿過的第二通孔，該限位軸第一端設(shè)有可插入至該第二螺紋孔內(nèi)與該第二螺紋孔螺接的第二螺紋柱，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸第二端設(shè)有第二螺帽。

在本發(fā)明所述的用于海洋鉆探的可收縮式鉆頭中，該連接部為圓筒狀連接部，該連接部外側(cè)壁上設(shè)有可用于與該巖芯管螺接的外螺紋，該收縮塊第二端端面鑲焊有若干PDC復(fù)合片。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是：構(gòu)造一種用于海洋鉆探的鉆具設(shè)備，該鉆具設(shè)備包括如上述的鉆頭、與該連接部連接并與該中心孔連通的巖芯管、套設(shè)于該巖芯管外的鉆桿、固設(shè)于該巖芯管第一端的連接座、固設(shè)于該鉆桿第二端端部的套管靴、以及固設(shè)于該外套筒內(nèi)側(cè)壁上可用于與該連接座卡接的內(nèi)環(huán)座。