CN106837232A - 一种打捞钻头及打捞装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种打捞钻头及打捞装置，属于地质勘探技术领域。该打捞钻头利用动力输送器对钻孔内落物进行打捞。打捞钻头包括筒体和多个限位件。筒体包括用于向钻孔内掘进的掘进端，掘进端设置有开口以及与开口连通的容置腔。限位件由多根细丝以可分散的方式组合而成。多个限位件沿掘进端的内周壁间隙布置于容置腔内，且每个限位件的一端连接于掘进端的内表面、另一端朝向掘进端的轴线延伸。打捞装置配备有上述打捞钻头，在动力输送器提供动力时，打捞钻头的限位件在筒体的旋转作用下分散为多根相互缠绕的细丝，同时将落物包裹进容置腔内。分散开的限位件为容置腔内的落物提供支撑作用，防止落物提升过程中因碰撞掉落。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，具体而言，涉及一种打捞钻头及打捞装置。
背景技术
在钻孔或钻井的工作中，由于地质条件存在各种复杂的因素，钻头、钻杆落井事故时有发生。如果所使用的打捞器无法将钻头、钻杆打捞上来，就有可能造成钻头、钻杆和井孔一起报废的事故。因此，对于打捞器来说，结构设计的合理性，打捞的有效性，使用的方便性非常重要。
现有的电磁铁打捞器是通过电磁力将孔内落物吸引后提出孔口实施打捞作业。当遇到几何尺寸细长等不利条件时，提引过程会造成落物与孔壁摩擦掉落的情况，导致打捞失败。其次，落物经常与孔底结合较为紧密，使得提拉需要非常大的力，加之其自身重量，更难以轻易打捞，电磁铁提供的电磁力需要大量能量，又与野外恶劣施工条件产生较大矛盾。
发明内容
本发明的目的在于提供一种打捞钻头，其能够防止落物在提升的过程中由于碰撞、摩擦而掉落，从而从钻孔内将落物稳定的打捞出来。
本发明的另一目的在于提供一种打捞装置，其能够满足野外施工环境的要求，利用普通的动力输送器即可将落物从钻孔内稳定的打捞出来。
本发明的实施例是这样实现的：
一种打捞钻头，利用动力输送器对钻孔内落物进行打捞。打捞钻头包括筒体和多个限位件。筒体包括用于向钻孔内掘进的掘进端，掘进端设置有开口以及与开口连通的容置腔。限位件由多根细丝以可分散的方式组合而成。多个限位件沿掘进端的内周壁间隙布置于容置腔内，且每个限位件的一端连接于掘进端的内表面、另一端朝向掘进端的轴线延伸。
优选地，多个限位件沿掘进端的内周壁呈环形布置于容置腔内。
优选地，多个限位件以掘进端的轴线为中心呈中心对称布置。
优选地，多个限位件以掘进端的轴线为中心呈螺旋形交错布置。
优选地，多个限位件位于同一平面。
优选地，位于同一平面的多个限位件形成限位体，掘进端内沿轴向设置有多个限位体。
优选地，限位件为钢丝绳。
优选地，掘进端设置开口的端面沿周向设有多个切割件。
优选地，掘进端的侧壁贯穿设置有沿径向布置的通孔，通孔与容置腔连通。
一种打捞装置，包括动力输送器和以上任一项打捞钻头。打捞钻头设置有与动力输送器的打捞杆连接的连接端。
本发明实施例的有益效果是：
本发明提供了一种打捞钻头，通过筒体内设置的多个限位件对打捞出来的钻孔内落物进行筒体内位置的固定。在外力的作用下，掘进端向钻孔内掘进，使得落物穿过限位件之间的缝隙进入到容置腔内。由于限位件由多根细丝以可分散的方式组合而成，且限位件的一端是朝向掘进端的轴线延伸，在筒体旋转的过程中，限位件受到离心力的作用会分散成多根相互缠绕的细丝，从而对落物进行更密集的包裹，进一步限制落物在提升中途掉落。本发明还提供了一种打捞装置，其包括上述的打捞钻头。野外开采、勘探作业的环境恶劣，能够携带的动力输送器有限，该打捞装置可以在较低的输出动力下，通过打捞钻头稳定的将钻孔内落物打捞出来。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的打捞钻头结构示意图；
图2为本发明实施例提供的限位体的第一视角的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的限位体的第一视角的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的限位体的第一视角的结构示意图。
图标：100-打捞钻头；110-筒体；112-限位件；114-掘进端；116-开口；118-容置腔；120-内表面；122-外表面；124-焊接点；126-限位体；126a-限位体；126b-限位体；126c-限位体；128-切割件；130-通孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参照图1，本实施例提供一种打捞钻头100，其包括筒体110和设于筒体110内的多个限位件112。打捞钻头100通常结合打捞装装置(图中未示出)上的动力输送器(图中未示出)对勘探、钻井的孔底落物进行打捞。动力输出器上一般设有传递动力的打捞杆(图中未示出)，打捞杆与筒体110的一端连接并带动筒体110进行运动。打捞杆与筒体110的连接可以是螺纹连接、过盈配合、焊接等连接方式，为了便于拆卸和更换打捞钻头100，本实施例采用的是螺纹连接的方式。
筒体110包括用于向钻孔内掘进的掘进端114。掘进端114设置有开口116以及与开口116连通的容置腔118。限位件112沿掘进端114的内周壁布置于容置腔118内，且每个限位件112的一端连接于掘进端114的内表面120，每个限位件112的另一端朝向掘进端114的轴线延伸。限位件112可以是直接焊接于掘进端114的内表面120，也可以是穿过掘进端114的内表面120与掘进端114的外表面122直接焊接。当然限位件112与内表面120或外表面122的连接也可以采用其他连接方式，例如螺栓连接、过盈配合等。本实施例为了将限位件112更牢固的固定在容置腔118内，将限位件112穿过掘进端114的内表面120与掘进端114的外表面122直接焊接，并在外表面122上形成焊接点124。
限位件112由多根细丝以可分散的方式组合而成，为了能够稳定的打捞起质量较大的落物，本实施例选用的是钢丝捻绕在一起的螺旋状的钢丝绳作为限位件112。当然，如果需要打捞的落物质量较小，也可以选用超级聚乙烯绳、碳纤维绳等捻绕形成限位件112，或者是其他较细的钢片、铁丝等缠绕形成限位件112。
限位件112沿掘进端114的内周壁呈环形布置于容置腔118内，使得多个限位件112形成的限位体126对落物有更好的束缚作用，尤其是细长易滑落的落物。当然如果需要打捞的落物极易打捞也不易滑落时，也可以将限位件112沿掘进端114的内周壁采用例如方形、三角形等布置于容置腔118内。
较优地，请参照图2，图2中所示为多个限位件112以掘进端114的轴线为中心呈中心对称布置形成限位体126a。限位件112既不会在限位体126a某一处过于集中，也不会在限位体126a某一处形成较大空洞，这样的布置能够尽可能多的缠绕钻孔内不同尺寸的落物，提高打捞效率。
较优地，请参照图3，限位件112以掘进端114的轴线为中心呈螺旋形交错布置形成限位体126b，这样的布置也可以起到跟图2所示布置相似的打捞效果。
需要说明的是，图2和图3中所示的多个限位件112均是处于同一平面，位于同一平面的多个限位件112组成限位体126a或限位体126b。也可以将限位件112分布于容置腔118内不同的平面，以对打捞的落物形成多层的束缚。
较优地，请参照图4和图1，图4所示为限位体126的另一种结构示意图。结合图1所示，容置腔118内设置有限位体126a，且在限位体126a下方沿掘进端114轴线方向设置有限位体126b，限位体126a和限位体126b共同布置在容置腔118内的不同平面上形成如图4所示的限位体126c。这样的叠层交叉布置，一旦限位件112被旋转打散，使得落物在容置腔118内受到致密的固定作用，甚至可以防止尺寸非常小的落物从容置腔118内滑落。本实施例中选用的是图4所示的限位体126c的结构作为图1所示的限位体126，这种结构的限位体126c不仅能够防止小尺寸的落物掉落，而且能够为质量较大的落物提供更大的束缚力。
需要说明的是，图2中的位于同一平面的多个限位件112构成限位体126a，图3中位于同一平面的多个限位件112构成限位体126b。通过将限位体126a和限位体126b沿筒体110的轴向间隔设置，形成图4所示的限位体126c。针对不同质量、尺寸的落物，可在容置腔118内设置多个限位体126c。例如，当需要打捞的落物质量非常大，图2或图3所示的单层的限位件112，或者图1所示的两层的限位件112的束缚力不足以在提升的过程中将落物牢牢束缚住，此时就可以在容置腔118内设置多个限位体126c，增加对落物的束缚力，保证一次性成功的将落物打捞出钻孔，提高打捞效率，加快施工进程。
较优地，还可以在掘进端114设置开口116的端面沿开口116的周向设置多个如图1所示的切割件128。在勘探的钻井工作中，细长的钻杆也经常会掉落在钻孔内。普通的打捞极易在提升过程中将打捞的钻杆碰落，使得施工人员不得不进行二次打捞操作，减缓施工进程，增加施工成本。本实施例中，选用硬质合金作为切割件128。当需要打捞细长的落物，例如钻杆时，切割件128可在高速旋转的作用下将尺寸较长的钻杆快速切割成适合容置腔118包裹的尺寸，进一步完善对不同尺寸落物的打捞工作。
当然，切割件128也可以选用除了硬质合金以外的材质，例如金刚石。
较优地，由于切割件128会利用旋转对落物进行切割和打捞工作，考虑到钻井施工的各种因素，可以在掘进端114的侧壁(图中未标出)设置沿筒体110的径向布置的通孔130。通孔130与容置腔118连通，当掘进端114压实钻孔底部时，便于钻井液的循环。
钻井液是勘探钻井过程中经常使用的钻井液，例如清水、泥浆、乳状液、泡沫等等。本实施例中选用的是泥浆作为钻井液。旋转钻进过程中，切割件128不断地破碎孔底岩石、孔底落物，与此同时孔底会产生大量的岩粉、岩屑。借循环着的钻井液，将钻头破碎的岩粉、岩屑、铁屑等及时地携带到地表，以保持孔底清洁。当冲洗液中断时，利用冲洗液本身的一定性能(如触变性)，将岩粉悬浮起来，防止岩粉迅速沉淀造成埋钻事故。
旋转钻进中，切割件128破碎岩石消耗的有效功，只占传到孔底的机械功的很小一部分，绝大多数的机械功作用于与岩石的摩擦，转化为热，因此切割件128温度上升较快。尤其是金刚石钻进，金刚石的温度可达到二、三百度。如果得不到及时冷却，将会造成烧钻(即金刚石碳化)，或过早磨损。所以钻进过程中，借循环着的钻井液将其热量带走，从而冷却切割件128，达到延长切割件128使用寿命的目的。
旋转钻进过程中利用钻井液本身的性能，在孔壁上形成薄而致密的泥皮，防止孔壁坍塌、掉块。调节钻井液的比重，可以防止涌水、漏失、井喷等事故。同时，某些钻井液对不稳定的和水敏性的地层还有抑制的作用，有效地防止孔壁的膨胀、坍塌。
为了使钻井液的效用发挥更好，可在掘进端114的侧壁设置多个通孔130，便于钻井液更好的循环。本实施中在掘进端114的侧壁上沿筒体110周向设置有多个通孔130，便于钻井液在筒体110各个方向上的有效循环。
钻井液的循环可以采用正循环、反循环或者孔底反循环的方式。本实施例中采用的是正循环。正循环即是钻井液由打捞装置(图中未示出)的泥浆泵(图中未示出)经由高压胶管(图中未示出)和钻具内孔(图中未示出)送至孔底，然后通过掘进端114侧壁上的通孔130进入到筒体110和孔壁之间的环状间隙返回地面。
打捞钻头100的工作原理是：
将打捞钻头100与动力输送器上的打捞杆进行连接，组装成打捞装置。动力输送器通过打捞杆将动力传送到筒体110，带动筒体110进行回转钻进。开启泥浆泵进行钻井液的循环。回转钻进过程中，切割件128通过切割作用，将不同尺寸的落物变成适合容置腔118收纳的尺寸，并将落物收纳到容置腔118内。回转钻进过程中，限位件112由于受到离心力的作用，会分散成若干根相互缠结的钢丝。钢丝的缠结不仅对落物提供了均衡的支撑力，还形成了致密的支撑面，从而对容置腔118内的落物形成致密包裹，避免在筒体110提升的过程中落物由于碰撞而掉落到孔底。将筒体110提升出孔底，完成落物的打捞。
完成落物打捞后，取出容置腔118内的落物。可以将散开的钢丝尽可能的进行梳理，解除缠绕，恢复打捞前的结构状态，并进行适当的维护。否则，只能重新更换钢丝绳作为限位件112使用。切割件128若磨损过重，也可进行适当的维护后再进行二次使用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种打捞钻头，利用动力输送器对钻孔内落物进行打捞，其特征在于，所述打捞钻头包括筒体和多个限位件，所述筒体包括用于向所述钻孔内掘进的掘进端，所述掘进端设置有开口以及与所述开口连通的容置腔；所述限位件由多根细丝以可分散的方式组合而成，所述多个限位件沿所述掘进端的内周壁间隙布置于所述容置腔内，且每个所述限位件的一端连接于所述掘进端的内表面、另一端朝向所述掘进端的轴线延伸。
2.根据权利要求1所述的打捞钻头，其特征在于，所述多个限位件沿所述掘进端的内周壁呈环形布置于所述容置腔内。
3.根据权利要求2所述的打捞钻头，其特征在于，所述多个限位件以所述掘进端的轴线为中心呈中心对称布置。
4.根据权利要求2所述的打捞钻头，其特征在于，所述多个限位件以所述掘进端的轴线为中心呈螺旋形交错布置。
5.根据权利要求2所述的打捞钻头，其特征在于，所述多个限位件位于同一平面。
6.根据权利要求5所述的打捞钻头，其特征在于，位于同一所述平面的所述多个限位件形成限位体，所述掘进端内沿轴向设置有多个所述限位体。
7.根据权利要求1所述的打捞钻头，其特征在于，所述限位件为钢丝绳。
8.根据权利要求1所述的打捞钻头，其特征在于，所述掘进端设置所述开口的端面沿周向设有多个切割件。
9.根据权利要求1～8任一项所述的打捞钻头，其特征在于，所述掘进端的侧壁贯穿设置有沿径向布置的通孔，所述通孔与所述容置腔连通。
10.一种打捞装置，包括动力输送器，其特征在于，所述打捞装置还包括如权利要求1～9任一项所述的打捞钻头，所述打捞钻头设置有与所述动力输送器的打捞杆连接的连接端。
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