CN109236222A - 一种超前钻具 - Google Patents
一种超前钻具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109236222A CN109236222A CN201810090187.7A CN201810090187A CN109236222A CN 109236222 A CN109236222 A CN 109236222A CN 201810090187 A CN201810090187 A CN 201810090187A CN 109236222 A CN109236222 A CN 109236222A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inner tube
- drill bit
- drilling tool
- advanced drilling
- tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 12
- 241001449342 Chlorocrambe hastata Species 0.000 claims abstract description 10
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 30
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 25
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 31
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 abstract description 8
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 abstract description 8
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 abstract 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 30
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 13
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 13
- 238000013461 design Methods 0.000 description 9
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 210000000080 chela (arthropods) Anatomy 0.000 description 1
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000010415 tropism Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
- E21B25/02—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors the core receiver being insertable into, or removable from, the borehole without withdrawing the drilling pipe
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/02—Core bits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明公开了一种超前钻具，包括内管总成和外管总成，所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、座环、扩孔器、外管和钻头；所述内管总成包括捞矛头、回收管、弹卡钳、悬挂杯、到位报信机构、堵塞报信机构和内管，其特征在于：所述内管下端部超出钻头下端部，所述内管下部设置有下拦簧和上拦簧。通过使用本申请所述的超前钻具，提高了掉块的概率，从而保证了岩心的采取率，岩心的完整率也从原有的10％至25％提高到85％至95％。
Description
技术领域
本发明涉及一种超前钻具。
背景技术
在钻井过程中，钻头是破碎岩石的主要工具，井眼是由钻头破碎岩石而形成的。一个井眼形成得好坏，所用时间的长短，除与所钻地层岩石的特性和钻头本身的性能有关外，更与钻头和地层之间的相互匹配程度有关。钻头是进行石油钻井工作的重要工具之一，钻头是否适应岩石性质及其质量的好坏，在选用钻井工艺方面起着非常重要的作用，特别是对钻井质量、钻探速度、钻井成本方面产生着巨大的影响，PDC钻头是当今石油和天然气勘探开发行业广泛使用的一种破颜工具，它有效地提高了机械钻具，缩短了钻井周期。
钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着重要作用。
但是现有技术状况及存在的缺陷：现在使用的取芯钻具在遇到流沙层或粉煤层时取芯的完整率很低，这是一个多年来一直无法解决的老大难问题，在这个地层取芯率往往只有10％至25％。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种取芯率较高的钻具。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种超前钻具，包括内管总成和外管总成，所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、座环、扩孔器、外管和钻头；所述内管总成包括捞矛头、回收管、弹卡钳、悬挂杯、到位报信机构、堵塞报信机构和内管，其特征在于：所述内管下端部超出钻头下端部，所述内管下部设置有下拦簧和上拦簧。
通过使用本申请所述的超前钻具，内管下端部超出钻头下端部，这样就可减少水流对岩心的冲刷，从而保证了岩心的完整率，岩心进了内管以后，由于有二道拦簧拦着，在打捞过程中就可以减少由于震动和负压对岩心所产生的掉块现象，特别是粉煤，在煤层中含有煤层气，在打捞过程中由于压力的逐步减小，煤层气膨胀，把原来完整的岩心变的松散，从而提高了掉块的概率，从而保证了岩心的采取率，岩心的完整率也从原有的10％至25％提高到85％至95％。
作为优选地，所述内管下端部超出钻头下端部20至25mm。这样的设计可以在提高取芯率的同时，控制成本。
作为优选地，所述扩孔器包括上扩孔器和下扩孔器。这样的设计可以保证外管整体的扩孔效果。
作为优选地，所述回收管上端与捞矛头连接，所述回收管下端与弹卡钳连接，所述弹卡钳与弹卡室配合；所述弹卡钳底部设置有弹卡支架，所述弹卡支架底部与接头连接；所述接头上设有与座环配合的悬挂杯，所述悬挂杯与座环悬挂配合。这样的设计可以将内管总成稳定的悬挂在外观总成内。
作为优选地，所述接头上部和下部分别设置有相互连通的上进水孔和下出水孔，所述上进水孔和下出水孔之间为密封环，所述密封环上设置有与密封环配合的密封钢珠。这样的设计可以打通水路。
作为优选地，所述密封环为中部较窄端部较宽的弹性密封环，所述密封钢珠与密封环中部配合挤压滑动。这样的设计可以通过密封钢珠的滑动打通水路。
作为优选地，所述接头下端连接轴连接，所述连接轴上部套接有报信胶圈，所述连接轴中部上下滑动连接有滑套，滑套的上下两端的连接轴上套接有上推力球轴承和下推力球轴承；所述下推力球轴承与连接轴底端之间卡接有弹簧。这样的设计可以通过报信胶圈被滑套挤压而报信。
作为优选地，所述滑套与内管连接，所述内管顶部设有与内管和外管间隙连通的钢球槽，所述钢球槽开口向上，所述钢球槽底部设有防水排气孔，所述防水排气孔内设有钢球，钢球光滑表面与防水排气孔上表面配合形成密闭面。这样的结构避免水或者泥浆通过防水排气孔进入内管污染芯体；同时可以在内管取芯过程中逐步将内管中的空气排空。
作为优选地，所述内管的底端向上包括平直内管壁、锥形内管壁、平直内管壁，所述锥形内管壁为开口较窄内部较宽的锥形内管壁，所述下拦簧和上拦簧设置在锥形内管壁位置。这样的设计，可以通过开口较窄内部较宽的锥形内管壁留住更多的粉末状岩心，进一步提高取芯率。
作为优选地，所述钻头为台阶状钻头。这样的设计可以提高钻进的精度，防止偏心。
本发明的优点和有益效果在于：通过使用本申请所述的超前钻具，内管下端部超出钻头下端部，这样就可减少水流对岩心的冲刷，从而保证了岩心的完整率，岩心进了内管以后，由于有二道拦簧拦着，在打捞过程中就可以减少由于震动和负压对岩心所产生的掉块现象，特别是粉煤，在煤层中含有煤层气，在打捞过程中由于压力的逐步减小，煤层气膨胀，把原来完整的岩心变的松散，从而提高了掉块的概率，从而保证了岩心的采取率，岩心的完整率也从原有的10％至25％提高到85％至95％。
附图说明
图1为本发明上部分结构示意图；
图2为本发明下部分结构示意图；
图3为本发明钻头结构示意图；
图4为图1中A处结构放大示意图；
图5为钻头俯视图；
图6为图5中A-A剖视图；
图7为实施例2中填充粉末的铺设流程简图；
图8为图7的延续。
图中：1、弹卡挡头；2、捞矛头；8、回收管；11、弹卡室；12、弹卡钳；14、弹卡架；15、密封钢珠；16、悬挂环；17、座环；18、密封环；19、上扩孔器；20、接头；22、挡板；24、报信胶圈；25、上推力球轴承；26、连接轴；27、滑套；28、下推力球轴承；29、弹簧；34、钢珠；35、钢球槽；36、外管；37、内管；38、扶正环；39、上拦簧；40、下扩孔器；41、下拦簧；43、钻头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-图2所示，一种超前钻具，包括内管37总成和外管36总成，所述外管36总成包括弹卡挡头1、弹卡室11、座环17、扩孔器、外管36和钻头43；所述内管37总成包括捞矛头2、回收管8、弹卡钳12、悬挂杯16、到位报信机构、堵塞报信机构和内管37，所述内管37下端部超出钻头43下端部，所述内管37下部设置有下拦簧41和上拦簧39。
所述内管37下端部超出钻头43下端部20至25mm。
所述扩孔器包括上扩孔器19和下扩孔器40。
所述回收管8上端与捞矛头2连接，所述回收管8下端与弹卡钳12连接，所述弹卡钳12与弹卡室11配合；所述弹卡钳12底部设置有弹卡架14，所述弹卡支架底部与接头20连接；所述接头20上设有与座环17配合的悬挂杯16，所述悬挂杯16与座环17悬挂配合。
所述接头20上部和下部分别设置有相互连通的上进水孔和下出水孔，所述上进水孔和下出水孔之间为密封环18，所述密封环18上设置有与密封环18配合的密封钢球15。
所述密封环18为中部较窄端部较宽的弹性密封环18，所述密封钢球15与密封环18中部配合挤压滑动。
所述接头20下端连接轴26连接，所述连接轴26上部套接有报信胶圈24，所述连接轴26中部上下滑动连接有滑套27，滑套27的上下两端的连接轴26上套接有上推力球轴承25和下推力球轴承28；所述下推力球轴承28与连接轴26底端之间卡接有弹簧29。
所述滑套27与内管37连接，所述内管37顶部设有与内管37和外管36间隙连通的钢球槽35，所述钢球槽35开口向上，所述钢球槽35底部设有防水排气孔，所述防水排气孔内设有钢球34，钢球34光滑表面与防水排气孔上表面配合形成密闭面。
所述内管37的底端向上包括平直内管37壁、锥形内管37壁、平直内管37壁，所述锥形内管37壁为开口较窄内部较宽的锥形内管37壁，所述下拦簧41和上拦簧39设置在锥形内管37壁位置。
所述钻头43为台阶状钻头43。
实施例1
一种超前钻具，包括内管37总成和外管36总成，所述外管36总成包括弹卡挡头1、弹卡室11、座环17、扩孔器、外管36和钻头43；所述内管37总成包括捞矛头2、回收管8、弹卡钳12、悬挂杯16、到位报信机构、堵塞报信机构和内管37，所述内管37下端部超出钻头43下端部，所述内管37下部设置有下拦簧41和上拦簧39。
所述内管37下端部超出钻头43下端部20至25mm。
所述扩孔器包括上扩孔器19和下扩孔器40。
所述回收管8上端与捞矛头2连接，所述回收管8下端与弹卡钳12连接，所述弹卡钳12与弹卡室11配合；所述弹卡钳12底部设置有弹卡支架，所述弹卡支架底部与接头20连接；所述接头20上设有与座环17配合的悬挂杯16，所述悬挂杯16与座环17悬挂配合。
所述接头20上部和下部分别设置有相互连通的上进水孔和下出水孔，所述上进水孔和下出水孔之间为密封环18，所述密封环18上设置有与密封环18配合的密封钢球15。
所述密封环18为中部较窄端部较宽的弹性密封环18，所述密封钢球15与密封环18中部配合挤压滑动。
所述接头20下端连接轴26连接，所述连接轴26上部套接有报信胶圈24，所述连接轴26中部上下滑动连接有滑套27，滑套27的上下两端的连接轴26上套接有上推力球轴承25和下推力球轴承28；所述下推力球轴承28与连接轴26底端之间卡接有弹簧29。
所述滑套27与内管37连接，所述内管37顶部设有与内管37和外管36间隙连通的钢球槽35，所述钢球槽35开口向上，所述钢球槽35底部设有防水排气孔，所述防水排气孔内设有钢球34，钢球34光滑表面与防水排气孔上表面配合形成密闭面。
所述内管37的底端向上包括平直内管37壁、锥形内管37壁、平直内管37壁，所述锥形内管37壁为开口较窄内部较宽的锥形内管37壁，所述下拦簧41和上拦簧39设置在锥形内管37壁位置。
钻具在使用时，将外管36总成放下至钻进位置，然后再将内管37总成放入外管36内，当悬挂杯16与座环17配合悬挂时(挂杯与座环17组成悬挂机构)，内管37总成下端超出钻头4320-25mm，提前插入松散型土质中；悬挂杯16与座环17配合悬挂的同时，弹卡钳12张开与弹卡室11配合卡紧；弹卡钳12贴在弹卡室11内壁上，这时弹卡钳12上端有弹卡挡头11，可以防止内管37向上窜动，外有弹卡室11，可以限制弹卡钳12进一步张开，在钻进时借助弹卡挡头11上的拨叉，带动弹卡钳12，使内管37总成部分随钻杆一起转动，以免相对运动造成弹卡钳12的磨损；滑套27、弹簧29套和内管37单动，不随钻杆转动，外管36底部还设有扶正环38与内管37配合，防止内管37晃动，提高内管37单动稳定性能；
悬挂杯16与座环17配合悬挂后，冲洗液的通路被阻，迫使冲洗液改变流向，密封钢球15与密封环18中部配合挤压滑动，将上进水孔和下出水孔连接，洗液通道打开，于此同时，底面压力表上的压力会明显上升，泵压变化为5-10个大气压。这时表示内管37总成已经到达钻进位置，可以开始钻进；到位报信机构包括悬挂杯16、座环17、接头20。
当钻杆到一定的位置时，岩心充满内管37，岩心上端对内管37施加向上的推力，内管37带动滑套27向上运行，滑套27挤压报信胶圈24并使之变形，压报警胶圈变形后与外管36紧密接触将阀门下方的通水孔堵塞，造成泵压升高，起到堵塞报警作用，又可以防止烧钻事故，此时可以使用打捞器，打捞岩芯；
由于内管37下端部超出钻头43下端部，这样水流从内外管36之间的间隙出来后，直接从钻头43和外管36与钻洞的空隙流走，就可减少水流对岩心的冲刷，从而保证了岩心的完整率；
岩心进了内管37以后，由于有下拦簧41和上拦簧39双重拦截，在打捞过程中就可以减少由于震动和负压对岩心所产生的掉块现象，特别是粉煤，在煤层中含有煤层气，在打捞过程中由于压力的逐步减小，煤层气膨胀，把原来完整的岩心变的松散，从而提高了掉块的概率，从而保证了岩心的采取率，岩心的完整率也从原有的10％至25％提高到85％至95％。
实施例2
如图3-图8所示，对实施例的进一步优化，所述钻头43为台阶状钻头43，具体而言是一种两阶的钻头43，包括由内而外依次设置的外管连接套101和环形的钻头43，所述外管连接套101和钻头43通过过渡粘结管103连接；所述钻头43由内而外包括第二阶钻头104和第一阶钻头105，所述第一阶钻头105的外径小于所述第二阶钻头104的外径；所述第二阶钻头104和所述第一阶钻头105相连为同轴的台阶状钻头43，所述第二阶钻头104和所述第一阶钻头105均由多个高度相等的切削齿106组成，所述多个切削齿106围绕钻头43轴线均布；
所述切削齿106之间为内外直通主水路107，所述每个切削齿106中心线上设有不通内的副水路108；所述切削齿106端面设有切削面109，所述切削面109上设有多道同心圆弧状分布的切削槽1010。
所述内外直通主水路107由第二阶钻头104延伸至第一阶钻头105，并与第一阶钻头105内壁连通。
所述第一阶钻头105上的切削齿106之间的凹台1017上设置有内排水孔1011，所述内排水孔1011内部与第二阶钻头104内壁连通。
所述副水路108从切削面109延伸至第二阶钻头104或第一阶钻头105的侧壁上，所述副水路108与切削面109上的部分切削槽1010连通。
一种两阶钻头43的制造方法，包括如下步骤：
第一步：胎体物料混合：将金属粉和金刚石粉末按比例混合，获得胎体的填充粉末；胎体指的是第二阶钻头104和第一阶钻头105，外管连接套101和钻头43通过过渡粘结管103不属于胎体。
第二步：铺设第一阶钻头105层：将填充粉末均匀铺设在模具当中，厚度达到第一阶钻头105高度，并对第一阶钻头105层进行预压，预压压强为20/3Mpa；
第三步：铺设第二阶钻头104层：将填充粉末继续均匀铺设在模具当中，厚度达到第二阶钻头104高度，并对第二阶钻头104层进行预压，预压压强为20/3Mpa；
第四步：铺设过渡粘结管层1021和放置外管连接套101：将过渡粘结管103填充粉末继续均匀铺设在模具当中，并将外管连接套101定位放置在过渡粘结管层1021上；
第五步：施加预压压力：对外管连接套101施加10～20KN压力；
第六步：保温扩散：保持第五步中的压力，并通过感应加热圈对模具从室温开始以250～300℃/min速度升温，至850℃～900℃；保温1～5分钟，并施加压强为10Mpa的压力；优选此处将温度停留在850℃，保温3分钟，这样的设计，可以在较低的温度和压力下，保证Cu663(青铜粉663)的流动性，保证最后的胎体粘结力。
第七步：加压烧结：快速升温至970℃，并施加压强为20Mpa的压力，保压1～5分钟后开始模具内冷却；此处的高温，高压可以在短时间内保证胎体最后成型的紧密程度，提高钻头43的耐磨程度和使用寿命；
第八步：冷却：冷却至650℃左右时将工件模具中取出，并在室温中冷却；
第九步：加工内排水孔1011，通过钻头43打孔。
步骤一中的金属粉质量分数配方为：WC48％～50％，Ni5％～6％，Co5％～6％，Mn5％，Cu66335％；
金刚石粉质量分数配方为35～40目20％，金刚石40～45目30％，金刚石45～50目30％，金刚石50～60目20％；
胎体的金刚石浓度为90％；
所述过渡粘结管103质量分数配方为：WC30％，Fe25％，Ni5％，Mn5％，Cu66335％；外管连接套101为钢制套筒。
在制作中，模具包括一个外壳体1014，外壳体1014内部为空腔1015，空腔1015中部为芯棒1016，芯棒1016和空腔1015内壁之间的环形空腔1015为填充空间，芯棒1016可以分段设置，不同段的芯棒之间螺纹连接；按照实施例1中的步骤一至步骤九进行加工，可以得到台阶状的钻头43，钻头43的切削齿106、内外直通主水路107、副水路108的机构均通过模具内部结构成型，内排水孔1011是在烧结之后通过机械钻头43打孔而成。
制作完成的钻头43为同轴的台阶状钻头43，在钻头43钻进的过程中，第二阶钻头104和第一阶钻头105的台阶结构可以起到较好的导向性，不容易偏心；当第一阶钻头105已经钻入地质层之后，第二阶钻头104接着钻入地质层，第一阶钻头105的侧壁与地质层之间紧密接触对钻头43的摆动形成限位，两阶钻头43同时钻进时，同向性更强。
将水路设计为通内的内外直通主水路107和不通内的副水路108，以及内排水孔1011，水流从钻头43内大部分通过内外直通主水路107直接排到钻头43外部，部分通过内排水孔1011排到第一阶钻头105上的切削齿106之间的凹台1017上，然后汇入内外直通主水路107排出，在水流排出的过程中流经切削槽1010后进入副水口对钻头43唇面冷却；为了减小对岩心的冲刷，减小了内外直通主水路107的数量，增加了副水口数量。
步骤一至步骤三中胎体的填充粉末包括内切削齿1012粉末和外切削齿1013粉末，所述内切削齿1012粉末配方为：WC50％，Ni5％，Co5％，Mn5％，Cu66335％，金刚石粉35～40目25％，金刚石40～45目25％，金刚石45～50目30％，金刚石50～60目20％；
所述外切削齿1013粉末配方为：WC48％，Ni6％，Co6％，Mn5％，Cu66335％，金刚石35～40目20％，金刚石40～45目20％，金刚石45～50目30％，金刚石50～60目30％；
外切削齿1013粉末相对于外切削齿1013粉末提高了金刚石大颗粒的比例，略减低了胎体的一点硬度，使得外切削齿1013与地质层接触时，更加的耐磨，快速的切削，提高钻进的效率。
通过实际使用，这样的粉末配比可以提高百分之十以上的钻头43寿命。
步骤二中，第一阶钻头105层铺设分为内层1018铺设和外层1019铺设，内层1018铺设位置与内切削齿1012位置适配，外层1019铺设位置与外切削齿1013位置适配；步骤三中，第二阶钻头104层铺设分为内层1018铺设和外层1019铺设，内层1018铺设位置与内切削齿1012位置适配，外层1019铺设位置与外切削齿1013位置适配。
步骤二和步骤三中，内切削齿1012粉末和外切削齿1013粉末铺前，通过隔离筒壁1020对铺设空腔1015进行隔离，待内切削齿1012粉末和外切削齿1013粉末铺设达到预期高度后将隔离筒壁1020取出，再进行预压。隔离筒壁1020厚度小于1mm。
所述步骤二中的模具为致密石墨模具。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种超前钻具，包括内管总成和外管总成，所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、座环、扩孔器、外管和钻头；所述内管总成包括捞矛头、回收管、弹卡钳、悬挂杯、到位报信机构、堵塞报信机构和内管，其特征在于：所述内管下端部超出钻头下端部，所述内管下部设置有下拦簧和上拦簧。
2.如权利要求1所述的超前钻具，其特征在于：所述内管下端部超出钻头下端部20至25mm。
3.如权利要求2所述的超前钻具，其特征在于：所述扩孔器包括上扩孔器和下扩孔器。
4.如权利要求3所述的超前钻具，其特征在于：所述回收管上端与捞矛头连接，所述回收管下端与弹卡钳连接，所述弹卡钳与弹卡室配合；所述弹卡钳底部设置有弹卡支架，所述弹卡支架底部与接头连接；所述接头上设有与座环配合的悬挂杯，所述悬挂杯与座环悬挂配合。
5.如权利要求4所述的超前钻具，其特征在于：所述接头上部和下部分别设置有相互连通的上进水孔和下出水孔，所述上进水孔和下出水孔之间为密封环，所述密封环上设置有与密封环配合的密封钢珠。
6.如权利要求5所述的超前钻具，其特征在于：所述密封环为中部较窄端部较宽的弹性密封环，所述密封钢珠与密封环中部配合挤压滑动。
7.如权利要求6所述的超前钻具，其特征在于：所述接头下端连接轴连接，所述连接轴上部套接有报信胶圈，所述连接轴中部上下滑动连接有滑套，滑套的上下两端的连接轴上套接有上推力球轴承和下推力球轴承；所述下推力球轴承与连接轴底端之间卡接有弹簧。
8.如权利要求7所述的超前钻具，其特征在于：所述滑套与内管连接，所述内管顶部设有与内管和外管间隙连通的钢球槽，所述钢球槽开口向上，所述钢球槽底部设有防水排气孔，所述防水排气孔内设有钢球，钢球光滑表面与防水排气孔上表面配合形成密闭面。
9.如权利要求8所述的超前钻具，其特征在于：所述内管的底端向上包括平直内管壁、锥形内管壁、平直内管壁，所述锥形内管壁为开口较窄内部较宽的锥形内管壁，所述下拦簧和上拦簧设置在锥形内管壁位置。
10.如权利要求9所述的超前钻具，其特征在于：所述钻头为台阶状钻头。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810090187.7A CN109236222B (zh) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | 一种超前钻具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810090187.7A CN109236222B (zh) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | 一种超前钻具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109236222A true CN109236222A (zh) | 2019-01-18 |
| CN109236222B CN109236222B (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=65084050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810090187.7A Active CN109236222B (zh) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | 一种超前钻具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109236222B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109973025A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-07-05 | 无锡锡钻地质装备有限公司 | 一种应用于地质勘探钻具的反循环接头 |
| CN114439399A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-05-06 | 朱永宜 | 一种液力回收钻具内总成的不提钻取心方法与装置 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2187675Y (zh) * | 1993-12-23 | 1995-01-18 | 河北省地质矿产局第二地质大队 | 液动冲击孔底双向循环取芯钻具 |
| CN201381816Y (zh) * | 2009-03-19 | 2010-01-13 | 李纪章 | 一种线索取芯钻具 |
| CN103352671A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-10-16 | 李国民 | 一种绳索取心钻具 |
| CN103510861A (zh) * | 2013-10-09 | 2014-01-15 | 无锡中地地质装备有限公司 | 台阶式钻探用钻头 |
| CN204212699U (zh) * | 2014-08-14 | 2015-03-18 | 湖南飞碟新材料有限责任公司 | 孕镶金刚石钻头 |
| CN104481439A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-01 | 无锡锡钻地质装备有限公司 | 一种绳索取芯钻具 |
| CN105545238A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-05-04 | 吉林大学 | 一种自适应型的取心内管 |
| CN205206772U (zh) * | 2015-11-28 | 2016-05-04 | 彭万利 | 压入式绳索取心钻具 |
| CN106761513A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 中国地质科学院勘探技术研究所 | 一种绳索打捞式保压取心钻具 |
| CN207960553U (zh) * | 2018-01-30 | 2018-10-12 | 无锡锡钻地质装备有限公司 | 一种超前钻具 |
-
2018
- 2018-01-30 CN CN201810090187.7A patent/CN109236222B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2187675Y (zh) * | 1993-12-23 | 1995-01-18 | 河北省地质矿产局第二地质大队 | 液动冲击孔底双向循环取芯钻具 |
| CN201381816Y (zh) * | 2009-03-19 | 2010-01-13 | 李纪章 | 一种线索取芯钻具 |
| CN103352671A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-10-16 | 李国民 | 一种绳索取心钻具 |
| CN103510861A (zh) * | 2013-10-09 | 2014-01-15 | 无锡中地地质装备有限公司 | 台阶式钻探用钻头 |
| CN204212699U (zh) * | 2014-08-14 | 2015-03-18 | 湖南飞碟新材料有限责任公司 | 孕镶金刚石钻头 |
| CN104481439A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-01 | 无锡锡钻地质装备有限公司 | 一种绳索取芯钻具 |
| CN205206772U (zh) * | 2015-11-28 | 2016-05-04 | 彭万利 | 压入式绳索取心钻具 |
| CN105545238A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-05-04 | 吉林大学 | 一种自适应型的取心内管 |
| CN106761513A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 中国地质科学院勘探技术研究所 | 一种绳索打捞式保压取心钻具 |
| CN207960553U (zh) * | 2018-01-30 | 2018-10-12 | 无锡锡钻地质装备有限公司 | 一种超前钻具 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109973025A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-07-05 | 无锡锡钻地质装备有限公司 | 一种应用于地质勘探钻具的反循环接头 |
| CN109973025B (zh) * | 2019-04-01 | 2021-08-06 | 无锡锡钻地质装备有限公司 | 一种应用于地质勘探钻具的反循环接头 |
| CN114439399A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-05-06 | 朱永宜 | 一种液力回收钻具内总成的不提钻取心方法与装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109236222B (zh) | 2024-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207960553U (zh) | 一种超前钻具 | |
| CN108119091B (zh) | 一种固井完井管柱及方法 | |
| CN106014314B (zh) | 一种钻探用液压岩心卡取装置 | |
| CN105909202A (zh) | 一种基于液压卡取岩心的取心钻具 | |
| CN104514513B (zh) | 水平井水平段免水泥固井方法 | |
| CN110469297B (zh) | 煤矿井下瓦斯抽采定向钻孔长距离筛管完孔装备与方法 | |
| CN108301802A (zh) | 绳索取芯钻具总成 | |
| CN109236222A (zh) | 一种超前钻具 | |
| CN110219611B (zh) | 一种煤矿井下水平钻孔取芯钻具组合及其使用方法 | |
| CN208267805U (zh) | 绳索取芯钻具总成 | |
| CN204024592U (zh) | 固井用井下碰压关井阀 | |
| CN112627755A (zh) | 一种提钻式大直径井底原位保压取心钻具 | |
| CN105604489A (zh) | 液压高频正反冲击钻头能量发生器及应用方法 | |
| CN104343413A (zh) | 一种自通式双工艺筛管顶部固井方法和装置 | |
| CN215632888U (zh) | 尾管悬挂免灌浆组合装置 | |
| CN208168803U (zh) | 一种两阶钻头 | |
| CN103527138B (zh) | 水平井专用浮箍浮鞋装置 | |
| CN205778652U (zh) | 一种基于液压卡取岩心的取心钻具 | |
| CN206830131U (zh) | 一种注水井用沉砂定压单流阀 | |
| CN204283333U (zh) | 固井碰压自闭阀 | |
| CN108104722A (zh) | 一种三阶钻头及其制造方法 | |
| CN205778651U (zh) | 一种钻探用液压岩心卡取装置 | |
| CN207960502U (zh) | 一种三阶钻头 | |
| CN203412545U (zh) | 一种自通式双工艺筛管顶部固井装置 | |
| CN207004457U (zh) | 一种通孔式单动双管钻具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |