[其他]用于巖芯鉆探的鉆頭

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86107578
• 申請(qǐng)日: 1986-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN86107578A
• 公開（公告）日: 1987-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊藤誠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社利根鉆機(jī)
• 主分類號(hào): E21B10/48
• 分類號(hào): E21B10/48;E21B10/64
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 孫蜀宗

本發(fā)明涉及開鑿基巖時(shí)使用的巖芯鉆探鉆頭，特別是涉及具有多層外鉆頭的鉆，其多層鉆頭可以在鉆孔的底部替換。

開鑿巖層時(shí)為收集巖層的巖芯樣品，而進(jìn)行的巖芯鉆探，已經(jīng)常規(guī)的實(shí)現(xiàn)了。更準(zhǔn)確的說，是通過驅(qū)動(dòng)鉆桿下端的鉆頭旋轉(zhuǎn)并借助于鉆頭下端刀片的鉆進(jìn)，來實(shí)施巖芯鉆探。然而，當(dāng)鉆孔進(jìn)行至一定的深度時(shí)，由于磨損，鉆頭的使用壽命將要終結(jié)。于是在鉆孔過程中，必須更換鉆頭的刀片。遺憾的是，常規(guī)鉆頭的結(jié)構(gòu)是這樣的，以至當(dāng)?shù)镀氖褂脡勖K止時(shí)，需要把鉆桿提到孔外，才能將報(bào)廢的刀片拆卸下來，并重新安裝新刀片。

普通鉆頭的使用包括：每當(dāng)需要更換刀片時(shí)，總是要把鉆桿提出孔外，這樣在升降鉆桿時(shí)，浪費(fèi)了時(shí)間。隨著孔深度的增加，由于耗費(fèi)的時(shí)間也相應(yīng)增加，問題就變得更為嚴(yán)重。因此，各種能夠在孔底更換刀片的巖芯鉆探金剛石鉆頭應(yīng)運(yùn)而生，不需要將鉆桿提出孔外。

舉例來說，在此之前，本申請(qǐng)人已經(jīng)提出過巖芯鉆探用的鉆頭方案，例如在日本特許公開號(hào)為60-23591和60-129390中所披露的那樣。根據(jù)本申請(qǐng)人以前申請(qǐng)的鉆頭，包括：一個(gè)圓筒形鉆頭體，鉆頭體上有鉆頭，在鉆頭的頂端上有刀片，在鉆頭體內(nèi)表面上還有凸起部分;上層鉆頭包括疊裝在切刀上的上層刀片，與鉆頭體內(nèi)表面上的凸出部分連接的若干環(huán)，以及連接在環(huán)與上層刀片之間的支腿;裝在鉆頭體內(nèi)部的分離機(jī)構(gòu)，它能操作解除凸出部分與環(huán)之間的連接，以便能夠在所鉆孔的底部更換鉆頭。

雖然上述的日本特許公開中披露了幾種鉆頭，但是它們的結(jié)構(gòu)很難同時(shí)滿足下列要求，因?yàn)檫@些要求基本上是相悖的。當(dāng)使用上層刀片鉆孔時(shí)，工作中的上層刀片將不會(huì)相對(duì)于鉆頭體的頭部發(fā)生位移，工作刀片重疊的裝在鉆頭體上。另一方面，當(dāng)上層刀片被磨損達(dá)到其使用壽命而不得不把它回收上來時(shí)，上層刀片又要能容易地從它的疊放位置上拆卸下來。

本發(fā)明的目的是提供一種巖芯鉆探用的鉆，它帶有多層鉆頭，并能適合在所鉆孔的底部更換鉆頭，這種鉆具有這樣的結(jié)構(gòu)，它既能保證在巖芯鉆探過程中，使鉆頭保持穩(wěn)定的層狀結(jié)構(gòu)，又能保證在回收鉆頭時(shí)，能容易的把上層鉆頭卸下來。

根據(jù)本發(fā)明提供的用于巖芯鉆探的鉆頭包括：一個(gè)圓筒形的鉆頭體，在鉆頭體的頂部裝有鉆頭，鉆頭上有切刀，在鉆頭體的內(nèi)表面至少設(shè)有一個(gè)凸出部分;上層鉆頭，其有重疊裝配在切刀上的上層刀片，還有若干條支腿，每條支腿的一端固定在相應(yīng)的一塊上層刀片上，并沿鉆頭體的軸向上延伸，至少有一個(gè)環(huán)在鉆頭體的圓周方向上延伸，連結(jié)在支腿的終端并且至少與一個(gè)凸出部分相連接，該環(huán)的直徑可以縮小;安放在鉆頭體內(nèi)的分離機(jī)構(gòu)，它能解除環(huán)與上述凸出部分之間的連接，其中鉆頭體上刀片的外表面有一個(gè)不規(guī)則的形狀，上層刀片的內(nèi)表面的形狀是隨鉆頭體上刀片的外表面的不規(guī)則形狀傳遞過來的，鉆頭體內(nèi)的凸出部分有一能被上層鉆頭的環(huán)的剪切力切除的部分，當(dāng)環(huán)的直徑要縮小時(shí)，就從周邊將其剪掉。

根據(jù)本發(fā)明的上述裝置，在使用上層刀片鉆孔過程中，能夠消除上層刀片在鉆頭體刀片上的安裝位置上的位移，同時(shí)當(dāng)上層刀片已被磨損時(shí)，能容易的解除鉆頭體和上層刀片之間的連接。通過操縱分離機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致環(huán)的直徑縮小，由環(huán)的剪切力，把鉆頭體內(nèi)的凸出部分中的一部分切除，這樣就解除了上述連接。隨后，帶有上層刀片的上層鉆頭，穿過圓筒形鉆頭體內(nèi)部回收到地面上來。由新出現(xiàn)在鉆頭體上的鉆頭繼續(xù)進(jìn)行巖芯鉆探。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，上層刀片由分成兩組的若干刀片組成。這種布置分兩個(gè)步驟能夠拆除刀片并把它回收上來，并且能將上層鉆頭的刀片面積增加到與鉆頭體上的鉆頭的刀片面積基本相同。

另外，根據(jù)發(fā)明的另一方面，上述優(yōu)點(diǎn)，即在鉆孔過程中，使用前述裝置消除了上層鉆頭相對(duì)于鉆頭體的位移，不僅所謂的平面型金剛石鉆頭能獲得，而且所謂的注入型金剛石鉆頭也能獲得。在后面的裝置中，由于把凸出部分裝在鉆頭體的刀片的外表面上，并且上層刀片內(nèi)表面的形狀是與鉆頭體上的刀片的頂端的外表面形狀相一致，刀刃外表面上有凸出部分，因此，可以使鉆頭的層狀結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。這樣，注入型金剛石鉆頭的情況下，同樣能提高鉆孔的效率。上述平面型金剛石鉆頭包括：鉆頭體的刀片，它是由金屬體頭部和嵌在金屬體上的金剛石構(gòu)成的，這些金剛石在金屬體的外表面上凸出來;一個(gè)組裝在鉆頭體的刀片上的上層鉆頭部。在外表上凸出的金剛石所構(gòu)成的凸出部分的形狀，通過燒結(jié)粉末金屬，轉(zhuǎn)移到上層鉆頭的內(nèi)表面形狀上。上述注入型金剛石鉆頭包括：鉆頭體的刀片，刀片由混合并浸滲燒結(jié)金剛砂和粉末金屬制成;組裝在鉆頭體的刀片上的上層鉆頭，在該鉆頭頂端的外表面上有許多凸起部分，通過燒結(jié)粉末金屬，將上述外表面的形狀轉(zhuǎn)移到上層鉆頭的內(nèi)表面上。