CN105781412A - 一种自带排土功能的浅井钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钻井钻头技术领域，尤其涉及一种自带排土功能的浅井钻头，它包括钻杆杆身、滑轮、电机、悬挂盘支撑套、悬挂盘支撑支架、悬挂盘、悬挂盘支柱、排土板、钻井钻头，其中钻杆杆身与钻井钻头和排土板连接，悬挂盘通过悬挂盘支撑套安装在悬挂盘支撑支架上，钻杆杆身与悬挂盘支柱内孔保持一定的间隙，悬挂盘上安装有三个均匀分布的电机，电机由滑轮通过钢丝将悬挂盘与排土板连接，排土板在钻头旋转带动下旋转时，排土板通过钢丝带动悬挂盘转动，当排土板上侧的泥土达到一定量时，电机通过钢丝将排土板升到井外，进行排土。本发明使用了悬挂盘和排土板让钻头所钻出的泥土能够随时排出井口，保证钻井的顺利进行，具有一定的实用效果。
Description
所属技术领域
本发明属于钻井钻头技术领域，尤其涉及一种自带排土功能的浅井钻头。
背景技术
目前钻深井时钻头所钻出的碎岩石和泥土通过水冲击后，形成水、泥土和碎岩石的混合物，之后通过泵被管道吸走；对于钻较浅的井时使用钻杆和钻头一体的设备，其钻杆就像螺纹一样，在钻头旋转过程中泥土和碎岩石能够随着“螺纹”排出，但是对于钻较浅且直径较大的井时，因为直径较大很难找到如上所述的“螺纹”钻杆，假如钻井的设备是使用泵来抽吸所钻出的泥土和碎岩石，那么所使用的设备对于钻浅井将会是大大的浪费，相对成本很高，很不划算。
本发明设计一种自带排土功能的浅井钻头解决如上问题。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种自带排土功能的浅井钻头，它是采用以下技术方案来实现的。
一种自带排土功能的浅井钻头，其特征在于：它包括钻杆杆身、滑轮、排土电机、排土电机固定结构、悬挂盘支柱环、悬挂盘支撑套、悬挂盘支撑横梁、悬挂盘支撑支架、悬挂盘、支撑套斜孔、排土钢丝孔、悬挂盘支柱、斜面轴承、排土板、钻井钻头、排土挡环、排土钢丝拉环、排土外环板、排土板旋转嵌块，其中钻杆杆身底端连接排土板和钻井钻头；悬挂盘支撑套通过其两边安装对称的悬挂盘支撑横梁与两个悬挂盘支撑支架连接；悬挂盘上周向均匀开有三个排土钢丝孔，悬挂盘通过悬挂盘支柱与悬挂盘支柱环连接，悬挂盘支撑套内开有支撑套斜孔，且支撑套斜孔内径由下往上线性增大，悬挂盘支柱通过斜面轴承安装在悬挂盘支撑套内，悬挂盘支柱环下端与悬挂盘支撑套上端接触；对于三个排土钢丝孔其周围的安装结构完全相同，对于其中任意一个钢丝孔附近，排土电机通过排土电机固定结构安装在排土板的排土钢丝孔附近，排土电机转轴上安装有滑轮。
上述排土板中心开有圆孔，排土板中心安装有排土挡环，钻杆杆身穿过排土板中心圆孔，排土板上端周向均匀安装有三个排土钢丝拉环，排土外环板安装在排土板外缘上，在三个排土钢丝拉环的正下端的排土板下侧安装有三个排土板旋转嵌块，钻井钻头上端面周向均匀开有三个主板嵌块槽，三个排土板旋转嵌块与主板嵌块槽配合。
上述三个滑轮与三个排土钢丝拉环分别通过钢丝连接，且钢丝穿过排土钢丝孔。
作为本技术的进一步改进，上述悬挂盘支撑支架包括支撑支架竖板、支撑支架斜板、支撑支架底板，其中支撑支架竖板竖直安装在支撑支架底板上，两根支撑支架斜板安装在支撑支架竖板两侧。
作为本技术的进一步改进，上述钻井钻头包括钻头主板、主板嵌块槽、钻头周向刀片、周向刀片径向进土切口、径向刀片周向切口、径向刀片、周向刀片挡土板、径向刀片支撑板，其中钻头主板固定安装在钻杆杆身底端，钻头主板上端周向均匀开有三个主板嵌块槽，排土板旋转嵌块与主板嵌块槽配合；多个径向刀片各自通过径向刀片支撑板周向均匀安装在钻头主板下侧，径向刀片开有径向刀片周向切口，每个径向刀片支撑板外端均安装有钻头周向刀片，钻头周向刀片上开有周向刀片径向进土切口且在侧面安装有周向刀片挡土板。
作为本技术的进一步改进，上述由径向刀片支撑板所组成的平面下侧的中心安装有钻头中心底钻，钻头中心底钻底端由多个径向分布的底钻刀口凹槽分成多个底钻刀身。
作为本技术的进一步改进，上述钻井钻头适用于非岩石的软性地层。
相对于传统的钻井钻头技术，本发明中钻杆杆身与钻井钻头和排土板连接，悬挂盘通过悬挂盘支撑套安装在悬挂盘支撑支架上，钻杆杆身与悬挂盘支柱内孔保持一定的间隙，悬挂盘上安装有三个均匀分布的电机，电机由滑轮通过钢丝将悬挂盘与排土板连接，排土板在钻头旋转带动下旋转时，排土板通过钢丝带动悬挂盘转动，当排土板上侧的泥土达到一定量时，电机通过钢丝将排土板升到井外，进行排土。本发明使用了悬挂盘和排土板让钻头所钻出的泥土能够随时排出井口，保证钻井的顺利进行，具有一定的实用效果。
附图说明
图1是钻井钻头结构示意图。
图2是钻头刀片安装示意图。
图3是钻头结构仰视图。
图4是钻头中心底钻结构示意图。
图5是排土板安装示意图。
图6是排土板结构示意图。
图7是排土板旋转嵌块安装示意图。
图8是自带排土功能的钻头总体结构示意图。
图9是悬挂盘安装示意图。
图10是悬挂盘支撑套安装示意图。
图11是悬挂盘支撑套结构示意图。
图12是排土电机安装示意图。
图13是滑轮安装示意图。
图14是斜面轴承结构示意图。
图15是悬挂盘支柱安装示意图。
图16是悬挂盘支柱、斜面轴承、支撑套配合剖视图。
图17是排土板在井口外排土位置示意图。
图18是排土板旋转嵌块和主板嵌块槽配合示意图。
图中标号名称：32、钻杆杆身，68、滑轮，69、排土电机，70、排土电机固定结构，71、悬挂盘支柱环，72、悬挂盘支撑套，73、悬挂盘支撑横梁，74、悬挂盘支撑支架，75、悬挂盘，76、支撑支架竖板，78、支撑支架斜板，79、支撑支架底板，80、支撑套斜孔，81、排土钢丝孔，82、悬挂盘支柱，83、斜面轴承，84、排土板，85、钻井钻头，86、排土挡环，87、排土钢丝拉环，88、排土外环板，89、排土板旋转嵌块，90、钻头主板，91、主板嵌块槽，92、钻头周向刀片，93、周向刀片径向进土切口，94、径向刀片周向切口，95、径向刀片，96、周向刀片挡土板，97、径向刀片支撑板，98、钻头中心底钻，99、底钻刀口凹槽，100、底钻刀身。
具体实施方式
如图8所示，它包括钻杆杆身、滑轮、排土电机、排土电机固定结构、悬挂盘支柱环、悬挂盘支撑套、悬挂盘支撑横梁、悬挂盘支撑支架、悬挂盘、支撑套斜孔、排土钢丝孔、悬挂盘支柱、斜面轴承、排土板、钻井钻头、排土挡环、排土钢丝拉环、排土外环板、排土板旋转嵌块，其中如图5所示，钻杆杆身底端连接排土板和钻井钻头；如图10所示，悬挂盘支撑套通过其两边安装对称的悬挂盘支撑横梁与两个悬挂盘支撑支架连接；如图9、12、13所示，悬挂盘上周向均匀开有三个排土钢丝孔，如图15所示，悬挂盘通过悬挂盘支柱与悬挂盘支柱环连接，如图11所示，悬挂盘支撑套内开有支撑套斜孔，且支撑套斜孔内径由下往上线性增大，如图16、14所示，悬挂盘支柱通过斜面轴承安装在悬挂盘支撑套内，悬挂盘支柱环下端与悬挂盘支撑套上端接触；如图12所示，对于三个排土钢丝孔其周围的安装结构完全相同，对于其中任意一个钢丝孔附近，排土电机通过排土电机固定结构安装在排土板的排土钢丝孔附近，排土电机转轴上安装有滑轮；悬挂盘通过悬挂盘支柱、悬挂盘支柱环、斜面轴承安装在悬挂盘支撑套上，并且能够自由旋转。
如图6所示，上述排土板中心开有圆孔，排土板中心安装有排土挡环，钻杆杆身穿过排土板中心圆孔，排土板上端周向均匀安装有三个排土钢丝拉环，排土外环板安装在排土板外缘上，如图7所示，在三个排土钢丝拉环的正下端的排土板下侧安装有三个排土板旋转嵌块，钻井钻头上端面周向均匀开有三个主板嵌块槽，三个排土板旋转嵌块与主板嵌块槽配合。
上述三个滑轮与三个排土钢丝拉环分别通过钢丝连接，且钢丝穿过排土钢丝孔。
如图18所示，排土板旋转嵌块底端较大，主板嵌块槽内腔较大，如图18中的a所示，调节悬挂盘使排土板的排土板旋转嵌块位于主板嵌块槽上方，之后放下排土板，使排土板旋转嵌块进入到主板嵌块槽中，如图18中的b所示；当钻头旋转时，排土板因为惯性还要保持原来位置，使得排土板旋转嵌块卡入到主板嵌块槽中，并且排土板的上下自由被约束到钻头上如图18中的c所示。只有当钻头静止时，转动悬挂盘带动排土板转动，才能将排土板旋转嵌块移动到能够从主板嵌块槽出来的正确位置。
本发明中，钻头在钻杆杆身的驱动下旋转，钻头将泥土和碎岩石甩到位于钻头上侧的排土板上，当排土板上的泥土碎岩石达到一定量后，人为在井口上方转动悬挂盘并开启电机通过钢丝拉动排土板，人为的转动悬挂盘为了使排土板旋转嵌块脱离主板嵌块槽，当排土板脱离钻头后，排土板在钢丝的拉动下，被提到井口上方，然后人工将排土板上的土推出排土板如图17所示。之后再将排土板放下，被放下的排土板下侧的排土板旋转嵌块嵌入钻头上侧的主板嵌块槽中，当钻头重新转动后，主板嵌入槽将会卡住排土板旋转嵌块，将排土板锁定在钻头上侧，这样排土板将会随着钻头转动且随钻头逐渐下移，同时通过钢丝带动悬挂盘转动。在下移过程中，钻头重新将泥土碎岩石甩到排土板上，完成一个排土循环。
如图9所示，上述悬挂盘支撑支架包括支撑支架竖板、支撑支架斜板、支撑支架底板，其中支撑支架竖板竖直安装在支撑支架底板上，两根支撑支架斜板安装在支撑支架竖板两侧。
如图1所示，上述钻井钻头包括钻头主板、主板嵌块槽、钻头周向刀片、周向刀片径向进土切口、径向刀片周向切口、径向刀片、周向刀片挡土板、径向刀片支撑板，其中如图1所示，钻头主板固定安装在钻杆杆身底端，钻头主板上端周向均匀开有三个主板嵌块槽，排土板旋转嵌块与主板嵌块槽配合；如图2所示，多个径向刀片各自通过径向刀片支撑板周向均匀安装在钻头主板下侧，径向刀片开有径向刀片周向切口，每个径向刀片支撑板外端均安装有钻头周向刀片，钻头周向刀片上开有周向刀片径向进土切口且在侧面安装有周向刀片挡土板。
如图3所示，上述由径向刀片支撑板所组成的平面下侧的中心安装有钻头中心底钻，如图4所示，钻头中心底钻底端由多个径向分布的底钻刀口凹槽分成多个底钻刀身。底钻刀口凹槽起到了对所钻出的泥土和碎岩石的导向作用。
本发明中的钻井钻头能够将钻出的泥土和碎岩石甩出且落在钻头上侧，便于吸管吸走，保证了钻井的顺利进行。首先钻头转动时，通过径向刀片的径向刀片周向切口将泥土或者岩石切碎，所切碎的岩石沿着径向刀片支撑板在圆周力的作用下，被甩到周向刀片上，周向刀片上周向刀片径向进土切口的设计是为了辅助岩石甩入周向刀片上，在周向刀片和周向刀片挡土板的作用下，沿着周向刀片甩到钻头主板上侧。另外周向刀片的周向具有刀口能够对钻井井面进一步光滑化。另外在钻头下端中心处安装有钻头中心底钻，这样的设计一方面是为了弥补钻头在下端中心处因为径向刀片支撑板的集中布置而没有刀口的缺陷，另一方面是为了增加钻头下端中心处的钻孔能力。
上述钻井钻头适用于非岩石的软性地层。
综上所述，本发明中钻杆杆身与钻井钻头和排土板连接，悬挂盘通过悬挂盘支撑套安装在悬挂盘支撑支架上，钻杆杆身与悬挂盘支柱内孔保持一定的间隙，悬挂盘上安装有三个均匀分布的电机，电机由滑轮通过钢丝将悬挂盘与排土板连接，排土板在钻头旋转带动下旋转时，排土板通过钢丝带动悬挂盘转动，当排土板上侧的泥土达到一定量时，电机通过钢丝将排土板升到井外，进行排土。本发明使用了悬挂盘和排土板让钻头所钻出的泥土能够随时排出井口，保证钻井的顺利进行，具有一定的实用效果。
Claims (5)
1.一种自带排土功能的浅井钻头，其特征在于：它包括钻杆杆身、滑轮、排土电机、排土电机固定结构、悬挂盘支柱环、悬挂盘支撑套、悬挂盘支撑横梁、悬挂盘支撑支架、悬挂盘、支撑套斜孔、排土钢丝孔、悬挂盘支柱、斜面轴承、排土板、钻井钻头、排土挡环、排土钢丝拉环、排土外环板、排土板旋转嵌块，其中钻杆杆身底端连接排土板和钻井钻头；悬挂盘支撑套通过其两边安装对称的悬挂盘支撑横梁与两个悬挂盘支撑支架连接；悬挂盘上周向均匀开有三个排土钢丝孔，悬挂盘通过悬挂盘支柱与悬挂盘支柱环连接，悬挂盘支撑套内开有支撑套斜孔，且支撑套斜孔内径由下往上线性增大，悬挂盘支柱通过斜面轴承安装在悬挂盘支撑套内，悬挂盘支柱环下端与悬挂盘支撑套上端接触；对于三个排土钢丝孔其周围的安装结构完全相同，对于其中任意一个钢丝孔附近，排土电机通过排土电机固定结构安装在排土板的排土钢丝孔附近，排土电机转轴上安装有滑轮；
上述排土板中心开有圆孔，排土板中心安装有排土挡环，钻杆杆身穿过排土板中心圆孔，排土板上端周向均匀安装有三个排土钢丝拉环，排土外环板安装在排土板外缘上，在三个排土钢丝拉环的正下端的排土板下侧安装有三个排土板旋转嵌块，钻井钻头上端面周向均匀开有三个主板嵌块槽，三个排土板旋转嵌块与主板嵌块槽配合；
上述三个滑轮与三个排土钢丝拉环分别通过钢丝连接，且钢丝穿过排土钢丝孔。
2.根据权利要求1所述的一种自带排土功能的浅井钻头，其特征在于：上述悬挂盘支撑支架包括支撑支架竖板、支撑支架斜板、支撑支架底板，其中支撑支架竖板竖直安装在支撑支架底板上，两根支撑支架斜板安装在支撑支架竖板两侧。
3.根据权利要求1所述的一种自带排土功能的浅井钻头，其特征在于：上述钻井钻头包括钻头主板、主板嵌块槽、钻头周向刀片、周向刀片径向进土切口、径向刀片周向切口、径向刀片、周向刀片挡土板、径向刀片支撑板，其中钻头主板固定安装在钻杆杆身底端，钻头主板上端周向均匀开有三个主板嵌块槽，排土板旋转嵌块与主板嵌块槽配合；多个径向刀片各自通过径向刀片支撑板周向均匀安装在钻头主板下侧，径向刀片开有径向刀片周向切口，每个径向刀片支撑板外端均安装有钻头周向刀片，钻头周向刀片上开有周向刀片径向进土切口且在侧面安装有周向刀片挡土板。
4.根据权利要求1、3所述的一种自带排土功能的浅井钻头，其特征在于：上述由径向刀片支撑板所组成的平面下侧的中心安装有钻头中心底钻，钻头中心底钻底端由多个径向分布的底钻刀口凹槽分成多个底钻刀身。
5.根据权利要求1、3、4所述的一种自带排土功能的浅井钻头，其特征在于：上述钻井钻头适用于非岩石的软性地层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170920 Address after: 362100, Luohe Road, 92 Town, Luoyang Town, Huian County, Fujian, Quanzhou Applicant after: Wu Zhenbiao Address before: 518000 Guangdong city of Shenzhen province Futian District Fuhua Road No. 6 Building 1403 business tax Applicant before: Liu Chao |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 362100, Luohe Road, town, Luoyang Town, Quanzhou, Quanzhou, Fujian Applicant after: Wu Zhenbiao Address before: 362100, Luohe Road, 92 Town, Luoyang Town, Huian County, Fujian, Quanzhou Applicant before: Wu Zhenbiao |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190618 Address after: 261431 No.1 Building, Caojiacun, Wenfeng Road Street, Laizhou City, Yantai City, Shandong Province Patentee after: LAIZHOU YUANYE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 362100 No. 92 Luohe Road, Wan'an Village, Luoyang Town, Quanzhou Taiwanese Investment Zone, Quanzhou City, Fujian Province Patentee before: Wu Zhenbiao |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A shallow well bit with soil discharge function Effective date of registration: 20211209 Granted publication date: 20171114 Pledgee: Laizhou Jinhui Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: LAIZHOU YUANYE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980014419 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20221009 Granted publication date: 20171114 Pledgee: Laizhou Jinhui Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: LAIZHOU YUANYE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980014419 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |