CN102434106A - 地层取芯钻头及地层取芯钻具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地层取芯钻头及地层取芯钻具，克服目前地层取芯钻头容易导致蹩钻、卡钻等事故发生的不足，其中该钻头的横截面为圆环，该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心，均没有落在该钻头的旋转轴心上。与现有技术相比，本发明的实施例提供了一种横截面上内圆与外圆的圆心均没落在旋转轴心上的钻头，有效防止了取样时蹩钻或者卡钻现象的发生。包含该钻头的钻具在进行取样时，能够很方便地取出整个钻具。

Description

地层取芯钻头及地层取芯钻具

技术领域

本发明涉及地层勘探测试设备，尤其涉及一种地层取芯钻头及包含该钻头的一种地层取芯钻具。

背景技术

石油勘探需要获取地层岩芯样本，机械式旋转井壁取芯仪就是一种在井壁上横向钻取岩心样本的仪器，它所配备的旋转钻头是一个非常重要的工具。

旋转钻头为空心结构，其内外圆与被钻物体如地层或者岩心等等紧密接触，产生较大摩擦。一旦钻屑多或仪器微量移动，都将出现粘卡现象而导致蹩钻、卡钻等事故发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服目前地层取芯钻头容易导致蹩钻、卡钻等事故发生的不足。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地层取芯钻头，该钻头的横截面为圆环，该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心，均没有落在该钻头的旋转轴心上。

优选地，该钻头的旋转轴心与连接该钻头的钻杆的轴心重合。

优选地，该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心重合。

优选地，该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心不重合。

本发明还提供了一种地层取芯钻具，包含钻杆及与该钻杆连接的钻头，该钻头的横截面为圆环，该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心均没有落在该钻头的旋转轴心上。

优选地，该钻头的旋转轴心与该钻杆的轴心重合。

优选地，该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心重合。

优选地，该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心不重合。

与现有技术相比，本发明的实施例提供了一种横截面上内圆与外圆的圆心均没落在旋转轴心上的钻头，有效防止了取样时蹩钻或者卡钻现象的发生。包含该钻头的钻具在进行取样时，能够很方便地取出整个钻具。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例的地层取芯钻具中的钻头在取样时的剖视示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

经过发明人的分析，目前使用的取芯钻头容易产生卡钻、蹩钻等的主要原因是，钻头内外径与岩石的取样孔径之间间隙太小，钻头的头部钻下的岩屑（岩石颗粒）通过钻头上的排屑槽，难以顺畅地进入竖向井中从而造成加上排屑困难。如果在钻进过程中，取芯仪再有少量上下滑移，则更容易发生卡钻。

本发明实施例的地层取芯钻具包括钻杆以及钻头，其中钻头安装在钻杆上。如图1所示，钻头1的横截面为圆环，该圆环的内圆与外圆的圆心重合（同心），但并不落在钻头1的安装轴心或者旋转轴心上。如此，安装在钻杆（图中未示出）上的钻头1的轴心12与钻杆的轴心21之间存在偏移量（偏心量）E。钻杆的轴心21与钻头1旋转时的旋转轴心重合。

钻头1在钻杆的带动作用下对地层3进行取样时，由于钻头1的外圆的圆心与钻头1的旋转轴心存在偏差，因此钻头1的外表面与周围的地层3之间会留下间隙，而且钻头1与地层3之间的钻头外最大间隙D等于两倍的偏心量E。同样地，由于钻头1的内圆的圆心与钻头1的旋转轴心存在偏差，因此钻头1的内表面与钻头1中的岩芯2（钻头1所取到的地层样本）的外表面之间也会留下间隙。在钻头1的截面由两个同心的圆所形成时，钻头1与岩心2之间的钻头内最大间隙B也等于两倍的偏心量E。

本发明的实施例中，钻头1横截面上的内圆与外圆的圆心不相重合时，只要二者的圆心均没有落在该钻头的旋转轴心上（也即内圆与外圆与钻头的旋转轴心分别存在不等的偏心量）时，安装到钻杆上进行取样时，钻头与地层及岩心之间，同样可以分别留下间隙，从而使得钻头不会与被钻物体包裹在一起，减少了钻头与被钻物体之间的摩擦，解决了现有技术容易卡钻的问题。

本发明的实施例在应用时旋转摩擦阻力减小，由于钻头1外表面上设置的排屑槽11及内表面上设置的排屑槽（图中未示出）排屑顺畅，且在仪器微量移动后，仍能安全钻进，防卡效果非常显著。

本发明的实施例利用偏心远离，使空心旋转的钻头的内圆、外圆分别与旋转轴心分别产生偏心量。在这种原理下，钻头与被钻物体的表面会产生一定的空隙，使空心钻头的内孔（内圆）和外圆均不易与被钻物体包裹在一起，减少钻头与被钻物体之间的摩擦面，从而达到防卡钻的目的。

本发明的实施例中偏心量E的大小决定着钻头与岩心之间的间隙大小，以及钻头与周围地层之间的间隙大小。根据不同地层的岩性，可以设计不同偏心量的钻头，以适应不同的岩石。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种地层取芯钻头，该钻头的横截面为圆环，该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心，均没有落在该钻头的旋转轴心上。

2.根据权利要求1所述的地层取芯钻头，其中：

该钻头的旋转轴心与连接该钻头的钻杆的轴心重合。

3.根据权利要求1或2所述的地层取芯钻头，其中：

该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心重合。

4.根据权利要求1或2所述的地层取芯钻头，其中：

该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心不重合。

5.一种地层取芯钻具，包含钻杆及与该钻杆连接的钻头，该钻头的横截面为圆环，该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心均没有落在该钻头的旋转轴心上。

6.根据权利要求5所述的地层取芯钻具，其中：

该钻头的旋转轴心与该钻杆的轴心重合。

7.根据权利要求5或6所述的地层取芯钻具，其中：

该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心重合。

8.根据权利要求5或6所述的地层取芯钻具，其中：

该圆环的内圆的圆心与外圆的圆心不重合。