CN103967420B - 自动更换式麻花钻头群打井钻头及其麻花钻头更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钻头技术领域，具体为自动更换式麻花钻头群打井钻头及其麻花钻头更换方法。本发明将相对于打井钻头小得多的小麻花钻头，引进到打井中，提供一种自动更换式麻花钻头群打井钻头，将一群小麻花钻头组成一个可以打井的大钻头。本发明由小麻花群组成，麻花钻头可大可小，麻花钻头数可多可少，所以作业孔径可大可小；小麻花钻头在同样驱动力下压强大，容易吃进；并在井底实现自动更换磨损的钻头，节省了“提放”钻杆的时间和次数，真正实现了“一钻到底”的性能极佳的“宝刀钻头”。

Description

自动更换式麻花钻头群打井钻头及其麻花钻头更换方法

技术领域

本发明属于钻头的技术领域，具体为自动更换式麻花钻头群打井钻头及其麻花钻头更换方法。

技术背景

打井属于钻孔的范畴，但打井有几个特点：1、在地层上钻孔；2、孔径较大；孔较深。这些特点，给人们的打井钻孔带来了一系列的难题。

地层不象一般的工件可以移动，地层不能打穿，这就给在地层上打孔带来了难度。

打井所打的孔较大，这就使一般的打孔钻头无法使用，现在常用的是大直径钻头，大直径钻头在吃进时，比起小直径钻头难度大。

当井打得较深时，尤其是在深海下打井时，钻杆会很长，多节螺纹连接的钻杆，即使在低速旋转时，摆动非常大，钻头离心冲击力很难控制住，必然给钻头和整个钻机带来致命的破坏作用。

打井作业，工程相对与一般的打孔孔径大、孔径深，对钻头的寿命要求高，如果钻头寿命短，势必要经常换新钻头，这时，50-90%的工作时间是用来“提放”钻杆，而且钻台上要有很大空间存放钻杆，给打井工作带来很麻烦的事和很大的工作量，尤其是在海底石油勘探中，困难更为突出。

对于打井工作者来说，都希望有一种能“一钻到底”的性能极佳的“宝刀钻头”。

麻花钻头是通过其相对固定轴线的旋转切削，以钻削工件的圆孔的工具。因其容屑槽成螺旋状而形似麻花而得名。螺旋槽有2槽、3槽或更多槽，麻花钻可被夹持在手动、电动的手持式钻孔工具或钻床、铣床、车床乃至加工中心上使用。钻头材料一般为高速工具钢或硬质合金。

麻花钻头是最常用的钻孔工具之一，经过近百年的实践，它的优点很多，而具结构简单高效，但麻花钻头常用在小型钻孔中，加工中，目前小型麻花钻头还没有用在打井和破岩中。

发明内容

本发明的目的在于将相对于打井钻头小得多的麻花钻头，引进到打井中，提供一种自动更换式麻花钻头群打井钻头，充分发挥麻花钻头的优势，将一群麻花钻头组成一个可以打井的大钻头，并且，麻花钻头群中的每一个钻头都可以自动更换，将多次因更换钻头“提放”钻杆的次数减少到仅仅一次。

本发明采用以下技术方案

自动更换式麻花钻头群打井钻头，其包括：麻花钻头、麻花钻头锁紧装置、麻花钻头动力装置、麻花钻头存储装置、麻花钻头移动通道；麻花钻头锁紧装置锁紧麻花钻头锁紧部分，麻花钻头动力装置与麻花钻头锁紧装置连接，麻花钻头存储装置连接在麻花钻头动力装置，麻花钻头动力装置、麻花钻头锁紧装置、麻花钻头存储装置三者内匀设置有3-300个麻花钻头移动通道，且所述通道孔径一样，排列一样，通道与通道相通。

所述麻花钻头组成麻花钻头群，麻花钻头群由3-300个麻花钻头组成，每个麻花钻头移动通道内设置有一个麻花钻头，且所述麻花钻头从所述麻花钻头移动通道中伸出，露出工作部分，并由所述麻花钻头锁紧装置将3-300个麻花钻头锁紧，所述麻花钻头动力装置驱动所述3-300个麻花钻头旋转。

所述麻花钻头的头部一端为尖型麻花状态，越往根部直径越大，根部的另一端为锁紧部分。

所述麻花钻头存储在麻花钻头存储装置中，设置有3-300个麻花钻头移动通道，每个麻花钻头移动通道中存储有3-10个备用麻花钻头。

麻花钻头动力装置4、麻花钻头锁紧装置3、麻花钻头存储装置2三者内匀设置有3-300个麻花钻头移动通道5，且所述通道孔径一样，排列一样，通道与通道相通。

所述麻花钻头的工作部分为硬质合金与超硬材料铸成。

麻花钻头动力装置对上述3-300个麻花钻头群驱动，3-300麻花钻头群在旋转中，先将地质层钻出3-300个小眼，随着不断的吃进，当到达麻花钻头根部时，地质层被3-300个麻花钻头钻出一个与3-300个麻花钻头排列大小一样的孔洞。

打井钻头向下不断吃进，扩孔装置开始扩孔，经扩孔后，所述孔洞，大于3-300个麻花钻头排列大小的孔洞。

钻下的地质层，因是3-300个小麻花钻头作业的结果，所以为粉末和小颗料状态。粉末和小颗料状态随机移动，移动到螺旋杆处时，被旋出井口。

本发明作业一段时间后，处于工作态的麻花钻头被磨短后，停止作业，以麻花钻头非工作部分长度相等的高度抬高自动更换式麻花钻头群打井钻头，松开锁紧装置，一部分磨短的麻花钻头掉出，另一个全新的麻花钻头从麻花钻头存储装置中的麻花钻头移动通道进入可工作的麻花钻头移动通道，麻花钻头工作部分伸出，没有伸出的非工作部分由麻花钻头锁紧装置将其锁紧，没有掉出的一部分麻花钻头被锁紧继续工作。

进入工作态的全新的麻花钻头和没有掉出的老麻花钻头，全部归位，由锁紧装置锁紧后，继续工作。经过0至数次的新老钻头更换，完成打井任务。

本发明的有益效果

1、本发明，由小麻花群组成，麻花钻头可大可小，麻花钻头数可多可少，所以本发明的作业孔径可大可小，适合于大孔径的作业。

2、本发明的每个麻花钻头相对比较小，所以同力下压强较大，容易吃进，尤其是对坚硬的地质层，可显示出良好的钻进性能。

3、本发明可在井底自动更换磨损的钻头，真正实现了“一钻到底”的性能极佳的“宝刀钻头”。

4、本发明可在井底自动更换磨损的钻头，节省了“提放”钻杆的时间，大大提高了工效益。

5、在深海下打井时，钻杆会很长，多节螺纹连接的钻杆，即使在低速旋转时，摆动非常大，钻头离心冲击力很难控制住，本发明的钻杆不随钻头旋转，钻头动力直接作用在麻花钻头群上，克服了这个缺点。

附图说明

图1为本发明实施例单个麻花钻头结构示意图;

图2为本发明实施例示意图;

图3为本发明实施例钻头头部横截面示意图。

1—麻花钻头11—麻花钻头工作部分12—麻花钻头锁紧部分2—麻花钻头存储装置3—麻花钻头锁紧装置4—麻花钻头动力装置5—麻花钻头移动通道6—螺旋杆的叶片7—螺旋杆8—扩孔装置9—地质层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例如图1、图2、图3所示，一种自动更换式麻花钻头群打井钻头，其包括：200个麻花钻头1、麻花钻头锁紧装置3、麻花钻头动力装置4、麻花钻头存储装置2、麻花钻头移动通道5，麻花钻头锁紧装置3锁紧麻花钻头锁紧部分12，麻花钻头动力装置4与麻花钻头锁紧装置3连接，麻花钻头存储装置2连接在麻花钻头动力装置4上，麻花钻头动力装置4、麻花钻头锁紧装置3、麻花钻头存储装置2三者内匀设置有3-300个麻花钻头移动通道5，且所述通道孔径一样，排列一样，通道与通道相通。

所述200个麻花钻头1中的每个钻头，头部为尖型状态，越往根部直径越大，根部的另一端为锁紧部分12。整个麻花钻头为硬质合金与超硬材料铸成。

所述200个麻花钻头1存储在存储装置2中，存储装置中2设置有200个麻花钻头移动通道5，每个麻花钻头移动通道5中存储有4个备用麻花钻头。

接触地质层9工作面的第一排200个麻花钻头1，从整个装置中伸出，露出麻花钻头工作部分11，由麻花钻头锁紧装置3通过麻花钻头锁紧部分12将200个麻花钻头1锁紧。

麻花钻头动力装置4对所述200个麻花钻头1驱动，200个麻花钻头1开始旋转。

200个麻花钻头1群先将地质层钻出200个小眼，随着不断的吃进，当到达麻花钻头根部时，地质层9被200个麻花钻头钻出一个与200个麻花钻头排列大小一样的直径为1米的孔洞。

由200个麻花钻头1组成的打井钻头向下不断吃进，扩孔装置8开始扩孔，经扩孔后，所述孔洞，大于200个麻花钻头1排列大小的为1米的孔洞。

钻下的地质层9，是200个麻花钻头作业的结果，因每个麻花钻头都非常小，所以钻下的地质层物质为粉末和小颗料状态。

粉末和小颗料随机移动，移动到螺旋杆7处时，被螺旋杆叶片6旋转出井口。

本发明作业一段时间后，处于工作态的麻花钻头群，将被磨短。

处于工作态的麻花200钻头被磨短后，停止作业，以麻花钻头1非工作部分长度相等的高度抬高自动更换式麻花钻头群打井钻头，松开麻花钻头锁紧装置3，一部分磨短的麻花钻头1掉出，另一个全新的麻花钻头1从麻花钻头存储装置2中的通道进入可工作的通道，麻花钻头工作部分11伸出，没有伸出的非工作部分由麻花钻头锁紧装置将其锁紧。

没有掉出的一部分麻花钻头1，因磨损尺寸不大，将不会掉出，继续留下工作。

进入工作态全新的麻花钻头1和没有淘汰掉的老麻花钻头1，全部归位，由锁紧装置3锁紧后，继续工作。

经过0至数次的新老麻花钻头的更换，由麻花钻头群组成的打井钻头完成打井任务。

Claims (6)

1.自动更换式麻花钻头群打井钻头，其特征在于，其包括：麻花钻头、麻花钻头锁紧装置、麻花钻头动力装置、麻花钻头存储装置、麻花钻头移动通道；麻花钻头锁紧装置锁紧麻花钻头锁紧部分，麻花钻头动力装置与麻花钻头锁紧装置连接，麻花钻头存储装置连接在麻花钻头动力装置，麻花钻头动力装置、麻花钻头锁紧装置、麻花钻头存储装置三者内均设置有3-300个麻花钻头移动通道，且通道孔径一样，排列一样，通道与通道相通。

2.根据权利要求1所述的自动更换式麻花钻头群打井钻头，其特征在于，由3-300个麻花钻头组成麻花钻头群，每个麻花钻头移动通道内设置有一个麻花钻头，且所述麻花钻头从所述麻花钻头移动通道中伸出，露出工作部分，并由所述麻花钻头锁紧装置将3-300个麻花钻头锁紧，所述麻花钻头动力装置驱动所述3-300个麻花钻头旋转。

3.根据权利要求1所述的自动更换式麻花钻头群打井钻头，其特征在于，所述麻花钻头的头部一端为尖型麻花状态，越往根部直径越大，根部的另一端为锁紧部分。

4.根据权利要求1所述的自动更换式麻花钻头群打井钻头，其特征在于，所述麻花钻头存储在麻花钻头存储装置中，设置有3-300个麻花钻头移动通道，每个麻花钻头移动通道中存储有3-10个备用麻花钻头。

5.根据权利要求1所述的自动更换式麻花钻头群打井钻头，其特征在于，所述麻花钻头存储装置中的麻花钻头移动通道与所述3-300个麻花钻头移动通道连通。

6.根据权利要求1或者权利要求2所述的自动更换式麻花钻头群打井钻头的麻花钻头的更换方法，其特征在于，处于工作态的麻花钻头被磨短后，停止作业，以麻花钻头非工作部分长度相等的高度抬高自动更换式麻花钻头群打井钻头，松开锁紧装置，一部分磨短的麻花钻头因长度小于自动更换式麻花钻头群打井钻头的麻花钻头抬高的高度，在重力的作用而掉出，另一个全新的麻花钻头从麻花钻头存储装置中的麻花钻头移动通道进入可工作的麻花钻头移动通道，麻花钻头工作部分伸出，没有伸出的非工作部分由麻花钻头锁紧装置将其锁紧，另一部分麻花钻头磨短后的长度大于自动更换式麻花钻头群打井钻头的麻花钻头抬高的高度，没有掉出来，由麻花钻头锁紧装置将其锁紧继续工作。