[發明專利]一種高張斂成功率的不提鉆換鉆頭鉆具

在審

• 申請號: 202210053249.3
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114482867A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 鄧夢春;錢鋒;胡立;林下斌
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院探礦工藝研究所
• 主分類號: E21B10/64
• 分類號: E21B10/64
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹新路

本發明涉及不提鉆換鉆頭鉆具技術領域，具體公開了一種高張斂成功率的不提鉆換鉆頭鉆具，所述懸掛接頭與所述鉆頭架連接；所述上外管與所述定位端管連接；所述懸掛接頭的外柱面與所述上外管的內柱面形成環狀間隙；所述懸掛接頭的下端面與所述定位端管的上端面接觸，既形成了平面密封的端面密封機構，又形成了面懸掛的懸掛機構；鉆頭架的外箭形花鍵和定位端管的內箭形花鍵組成的箭形花鍵副構成瞄向機構。本發明由點懸掛改為面懸掛，增大懸掛面積使得懸掛更牢固；瞄向機構更靈活、更可靠；整體張斂成功率提升至90%以上。

技術領域

本發明涉及鉆探機械技術領域，具體涉及一種高張斂成功率的不提鉆換鉆頭鉆具。

背景技術

目前已有的不提鉆換鉆頭鉆具，技術較為成熟的是擴孔張斂式不提鉆換鉆頭鉆具。擴孔張斂式不提鉆換鉆頭鉆具采用主鉆頭、副鉆頭二級碎巖，通常與繩索鉆桿、繩索絞車和繩索打撈器配合使用進行巖心鉆探。

現有的一種擴孔張斂式不提鉆換鉆頭鉆具，包括作為打撈部分的主鉆具和作為非打撈部分的副鉆具，副鉆具只包括定位端管、上外管和密封環，主鉆頭、副鉆頭、懸掛接頭、鉆頭架等其他部分均為主鉆具。其中，主鉆頭略小于繩索鉆桿內徑，鉆進出一個先導孔；副鉆頭通常由3~6瓣組成，具有張斂功能，收斂后與主鉆頭直徑相當且可在繩索鉆桿內部進行升降，張開后可實現擴孔鉆進，鉆出比繩索鉆桿外徑大4mm~10mm的鉆孔。

副鉆頭到達井底預定位置并張開到設計尺寸的成功率就是不提鉆換鉆頭鉆具的張開成功率；繩索打撈器打撈主鉆具時，副鉆頭能收斂到設計尺寸，主鉆具順利地被打撈至地表的成功率就是收斂成功率。張開成功率與收斂成功率，合在一起，就是張斂成功率。每個取心回次，僅主鉆具被繩索打撈器打撈至地表，完成取心和更換鉆頭、檢查鉆頭的工作，副鉆具與鉆桿連接，不用提升至地表。只有鉆具張開或收斂失敗，才會提大鉆將副鉆具提升至地表。

以公告號為CN85200563U的中國實用新型公開的定位張斂式不提鉆換鉆頭鉆具、公告號為CN103603625B的中國發明專利公開的一種套管取心鉆具及套管取心鉆進方法提供的不提鉆換鉆頭鉆具為例，二者公開的不提鉆換鉆頭鉆具均具有瞄向定位裝置和懸掛裝置。所述瞄向定位裝置是通過鉆頭架的箭形外花鍵和定位端管的箭形內花鍵構成的箭形花鍵副進行初次瞄向定位和導向。所述箭形花鍵副可以借助重力和箭頭部的螺旋導向作用，使鉆頭架的矩形窗孔與定位端管下端的梯形扭矩槽方位基本一致，再借助副鉆頭的梯形端與定位端管的梯形扭矩槽構成的梯形嚙合副進行微瞄矯向，并用作傳遞扭矩。同時，鉆頭架上端連著一個懸掛接頭，所述懸掛接頭是一個外圓下部有凸臺的圓管，緊靠外螺紋的凸臺下平面是懸掛面，它可以懸掛在定位端管的箭形內花鍵的箭頭部上，形成點懸掛的懸掛機構。

上述結構的不提鉆換鉆頭鉆具目前最大使用井深為2200米，其張斂成功率只有80%左右。

發明內容

本發明基于現有技術，提供了一種高張斂成功率的不提鉆換鉆頭鉆具，對懸掛機構、瞄向機構、液流副通道的密封結構，進行的優化設計，大大提高不提鉆換鉆頭鉆具的張斂成功率。

本發明通過下述技術方案實現：一種高張斂成功率的不提鉆換鉆頭鉆具，安裝在鉆桿接頭上進行使用。

不提鉆換鉆頭鉆具，包括主鉆具和副鉆具。所述主鉆具包括懸掛接頭、鉆頭架。所述副鉆具包括定位端管、上外管。使用時，所述不提鉆換鉆頭鉆具的上外管安裝在鉆桿接頭上。

所述懸掛接頭與所述鉆頭架連接。

所述上外管與所述定位端管連接。

所述懸掛接頭的外柱面與所述上外管的內柱面形成環狀間隙；所述懸掛接頭的下端面與所述定位端管的上端面接觸，既形成了平面密封的端面密封機構，又形成了面懸掛的懸掛機構；即，所述懸掛接頭與所述定位端管相互接觸的面既是密封面又是懸掛面。

所述鉆頭架設置有外箭形花鍵，所述定位端管設置有內箭形花鍵，所述外箭形花鍵和所述內箭形花鍵組成的箭形花鍵副構成瞄向機構。