CN111764833A - 球阀式防塞三翼钻 - Google Patents
球阀式防塞三翼钻 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111764833A CN111764833A CN202010626498.8A CN202010626498A CN111764833A CN 111764833 A CN111764833 A CN 111764833A CN 202010626498 A CN202010626498 A CN 202010626498A CN 111764833 A CN111764833 A CN 111764833A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drill bit
- drill
- catcher
- wing
- connecting end
- 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.)
- Pending
Links
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 claims description 5
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 26
- 239000004576 sand Substances 0.000 abstract description 19
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
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
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/60—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
- E21B10/602—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids the bit being a rotary drag type bit with blades
-
- 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
- E21B10/42—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits
- E21B10/43—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits characterised by the arrangement of teeth or other cutting elements
-
- 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
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/54—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts the bit being of the rotary drag type, e.g. fork-type bits
-
- 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
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
- F16K31/18—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid actuated by a float
- F16K31/20—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid actuated by a float actuating a lift valve
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明公开了球阀式防塞三翼钻,包括钻头接手和三片钻头翼片;钻头接手呈空心管状结构;钻头翼片与钻头接手连接的部位呈“L”形,包括一个与钻头接手外侧壁连接的连接面,以及一个遮挡住钻头接手相应一端端部开口的遮挡面;钻头接手连接钻头翼片的连接端的内孔呈阶梯结构,靠近连接端端部的内孔的孔径大于靠近钻头接手中部位置的出水孔的孔径;钻头接手靠近连接端端部的内孔中设有浮球;浮球的直径大于出水孔的孔径和多个遮挡面与连接端开口处形成的最大空隙,小于靠近连接端端部的内孔的孔径。本发明的应用能够有效的防止钻头在砂层,特别是中粗砂中钻进时,出现堵塞钻杆的情况,防止影响钻进效率。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程勘察技术领域,特别涉及球阀式防塞三翼钻。
背景技术
三翼钻适宜于除基岩之外的粘性土、粉性土以及砂土层中的钻探,在岩土工程勘察中应用较为广泛,具有清孔干净、取样或原位测试方便、钻进效率高等特点,特别适应滨海平原或冲积平原地貌区勘察钻探。
但是,在砂层,特别是中粗砂层区域勘察钻探实践过程中,常会出现下钻时悬浮在泥浆中砂粒(特别是中粗砂粒)通过三翼钻中心的母接手下端进入钻杆堵塞泥浆循环通道,致使下钻至孔底准备钻进的钻具不得不起钻,并逐根拆卸,寻找堵塞的钻杆,并通过敲击震动使其通畅后再逐根连接下钻,费时费力,且易造成泥浆泵憋泵损坏,需重新修理。
随着时代的发展,工程建设规模越来越大,基础埋深越来越深,荷载越来越大,需要的钻孔深度也越来越深,当孔深较深,砂层埋藏较深(60m以上)且厚度较大时,上下拆卸一次钻杆需要数十分钟甚至更长,增大了孔壁坍塌和埋钻的风险,无形中大大增加了勘察成本,严重的影响了工期。
在现有技术中,已经开始针对上述技术问题做出改进,具体有以下几种三翼钻头或可开闭式钻头的技术文献公开:
公开号为CN208220639U的已授权实用新型专利公开了一种水文钻探三叶钻头,该发明包括钻头、钻杆,钻杆的中部设置有定型盘,钻杆的下端圆周向均匀地设置有3个钻头片,定型盘与钻头片之间设置有辅助片。主要用以水文钻探中厚层粘土层钻进成孔使用。
公开号为CN106703703A的中国发明专利申请中公开了一种可开闭式钻头,包括空心钻头体以及与该空心钻头体铰接的中心活动翼片,空心钻头体设有三个及以上的刀翼,刀翼上设有切削齿,中心活动翼片设有切削齿且通过弹簧定位销定位于空心钻头体,中心活动翼片的一端通过铰接结构连接在空心钻头体凹槽内,另一端设有一定位槽,凹槽为半开放式凹槽结构,铰接结构处于凹槽开放的一端;用以解决钻杆内下筛管钻孔施工时,当钻遇岩石较硬时钻头体受力较大容易发生变形导致钻头中心翼片无法正常打开的技术问题。
公开号为CN103132917A的中国发明专利申请中公开了一种带可开闭式底部挡板的螺旋钻头,包括带有螺旋式叶片的钻头杆体、设于钻头底部的定心套和刀齿;还包括筒形侧挡板和设于筒形侧挡板底部的水平挡板;筒形侧挡板其固定设于钻头杆体底部,水平挡板至少有两层,均设有开口,水平挡板通过相对旋转实现开口的开启或关闭。用以避免钻头旋出时泥土落回孔内及缩孔的问题。
然而以上三种公开技术在实际应用中均存在一些缺陷,具体如下:
公开号为CN208220639U的已授权实用新型专利公开的技术仅适用于浅部厚层粘土层中水文钻探,无法解决钻进时砂粒堵塞钻杆的问题。
公开号为CN106703703A的中国发明专利申请中公开的技术适用于松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工进行钻杆中心下筛管,但是无法适用于深层砂土层钻探。
公开号为CN103132917A的中国发明专利申请中公开的技术适用于软土、淤泥、沙地等疏松地层,在螺旋钻进时能够防止附着在钻头上的沙石回落及避免缩孔,但是无法解决钻进时砂粒堵塞钻杆的问题。
因此,如何使钻头在砂层,特别是中粗砂中钻进时,防止堵塞钻杆成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明提供球阀式防塞三翼钻,实现的目的是防止钻头在砂层,特别是中粗砂中钻进时,出现堵塞钻杆的情况,防止影响钻进效率。
为实现上述目的,本发明公开了球阀式防塞三翼钻,包括钻头接手、浮球以及环绕所述钻头接手一端均布的三片钻头翼片。
其中,所述钻头接手呈两端开口的空心管状结构,钻头接手一端为连接钻杆的螺纹接口,另一端为放置浮球的连接端;
每一所述钻头翼片与所述钻头接手连接的部位均呈“L”形,包括一个与所述钻头接手外侧壁连接的连接面,以及一个遮挡住所述钻头接手相应一端端部开口的遮挡面;
所述钻头翼片的所述遮挡面围绕所述钻头接手相应的端部开口的中心均布;
所述钻头接手连接所述钻头翼片的连接端的内孔呈阶梯结构,靠近所述连接端端部的内孔的孔径大于靠近所述钻头接手中部位置的出水孔的孔径;
所述钻头接手靠近所述连接端端部的内孔中设有浮球;
所述浮球的直径大于所述出水孔的孔径和多个所述遮挡面与所述连接端开口处形成的最大空隙,小于靠近所述连接端端部的内孔的孔径。
优选的,每两片所述钻头翼片之间的夹角均为120度。
优选的,每一所述钻头翼片均采用焊接方式固定于所述钻头接手;每一所述钻头翼片的外圈均镶嵌硬质合金、复合片或金刚石制成的切削齿。
优选的,所述钻头接手另一端通过螺纹接口与常规钻杆以螺纹连接方式连接。
更优选的,所述螺纹接口的根部设有一对对称设置于所述钻头接手两侧的凹槽;两个所述凹槽与拧卸钻头时的卡钳相匹配。
优选的,所述浮球采用聚丙烯材料制成。
本发明的有益效果:
本发明的应用能够有效的防止钻头在砂层,特别是中粗砂中钻进时,出现堵塞钻杆的情况,防止影响钻进效率。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出本发明一实施例的纵向剖面结构示意图。
图2示出本发明一实施例的立体结构示意图。
具体实施方式
实施例
如图1和图2所示,球阀式防塞三翼钻,包括钻头接手6、浮球3以及环绕钻头接手6一端均布的三片钻头翼片2。
其中,钻头接手6呈两端开口的空心管状结构,钻头接手一端为连接钻杆的螺纹接口5,另一端为放置浮球3的连接端;
每一钻头翼片2与钻头接手6连接的部位均呈“L”形,包括一个与钻头接手6外侧壁连接的连接面,以及一个遮挡住钻头接手6相应一端端部开口的遮挡面;
钻头翼片2的遮挡面围绕钻头接手6相应的端部开口的中心均布;
钻头接手6连接钻头翼片2的连接端的内孔呈阶梯结构,靠近连接端端部的内孔的孔径大于靠近钻头接手6中部位置的出水孔的孔径;
钻头接手6靠近连接端端部的内孔中设有浮球3;
浮球3的直径大于出水孔的孔径和多个遮挡面与连接端开口处形成的最大空隙7,小于靠近连接端端部的内孔的孔径。
本发明的原理如下:
在常规三翼钻内腔的空档设置一个实心、有一定强度和耐磨性的浮球3,球体直径比三翼钻三侧空腔尺寸以及三翼钻接手下端出水口内径略大,防止浮球3体从三翼钻内的空腔脱落。
当下钻至孔底的过程中,浮球3由于受到泥浆的反向阻力和浮力作用,恰好堵住三翼钻钻头接手下端出水孔,有效的解决了常规三翼钻钻进时钻具下放堵塞钻杆的问题。
当下钻至孔底时,打开泥浆泵,随着冲洗液顺钻杆内腔泵送至孔底,将浮球3推开至三翼钻空腔内,不影响机械回转泥浆护壁的钻探工艺,大幅度提高了在砂土,特别是中粗砂层的施工效率。
在某些实施例中,每两片钻头翼片2之间的夹角均为120度。
在某些实施例中,每一钻头翼片2均采用焊接方式固定于钻头接手6;每一钻头翼片2的外圈均镶嵌硬质合金、复合片或金刚石制成的切削齿1。
在某些实施例中,钻头接手6另一端通过螺纹接口5与常规钻杆以螺纹连接方式连接。
在某些实施例中,螺纹接口5的根部设有一对对称设置于钻头接手6两侧的凹槽4;两个凹槽4与拧卸钻头时的卡钳相匹配。
在某些实施例中,浮球3采用聚丙烯材料制成。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.球阀式防塞三翼钻,包括钻头接手(6)、浮球(3)以及环绕所述钻头接手(6)一端均布的三片钻头翼片(2);其特征在于,所述钻头接手(6)呈两端开口的空心管状结构,钻头接手一端为连接钻杆的螺纹接口5,另一端为放置浮球3的连接端;
每一所述钻头翼片(2)与所述钻头接手(6)连接的部位均呈“L”形,包括一个与所述钻头接手(6)外侧壁连接的连接面,以及一个遮挡住所述钻头接手(6)相应一端端部开口的遮挡面;
所述钻头翼片(2)的所述遮挡面围绕所述钻头接手(6)相应的端部开口的中心均布;
所述钻头接手(6)连接所述钻头翼片(2)的连接端的内孔呈阶梯结构,靠近所述连接端端部的内孔的孔径大于靠近所述钻头接手(6)中部位置的出水孔的孔径;
所述钻头接手(6)靠近所述连接端端部的内孔中设有浮球(3);
所述浮球(3)的直径大于所述出水孔的孔径和多个所述遮挡面与所述连接端开口处形成的最大空隙(7),小于靠近所述连接端端部的内孔的孔径。
2.根据权利要求1所述的球阀式防塞三翼钻,其特征在于,每两片所述钻头翼片(2)之间的夹角均为120度。
3.根据权利要求1所述的球阀式防塞三翼钻,其特征在于,每一所述钻头翼片(2)均采用焊接方式固定于所述钻头接手(6);每一所述钻头翼片(2)的外圈均镶嵌硬质合金、复合片或金刚石制成的切削齿(1)。
4.根据权利要求1所述的球阀式防塞三翼钻,其特征在于,所述钻头接手(6)另一端通过螺纹接口(5)与常规钻杆以螺纹连接方式连接。
5.根据权利要求4所述的球阀式防塞三翼钻,其特征在于,所述螺纹接口(5)的根部设有一对对称设置于所述钻头接手(6)两侧的凹槽(4);两个所述凹槽(4)与拧卸钻头时的卡钳相匹配。
6.根据权利要求1所述的球阀式防塞三翼钻,其特征在于,所述浮球(3)采用聚丙烯材料制成。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010626498.8A CN111764833A (zh) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | 球阀式防塞三翼钻 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010626498.8A CN111764833A (zh) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | 球阀式防塞三翼钻 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111764833A true CN111764833A (zh) | 2020-10-13 |
Family
ID=72723299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010626498.8A Pending CN111764833A (zh) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | 球阀式防塞三翼钻 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111764833A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113863865A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-12-31 | 中煤天津设计工程有限责任公司 | 一种有效解决无芯钻探憋泵、埋钻的装置 |
CN113898296A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-07 | 湖南省矿宝精钻机械有限公司 | 一种四翼带球防堵水平头式刮刀钻头 |
-
2020
- 2020-07-02 CN CN202010626498.8A patent/CN111764833A/zh active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113863865A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-12-31 | 中煤天津设计工程有限责任公司 | 一种有效解决无芯钻探憋泵、埋钻的装置 |
CN113898296A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-07 | 湖南省矿宝精钻机械有限公司 | 一种四翼带球防堵水平头式刮刀钻头 |
CN113898296B (zh) * | 2021-10-21 | 2023-11-10 | 湖南省矿宝精钻机械有限公司 | 一种四翼带球防堵水平头式刮刀钻头 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102758430B (zh) | 超深抛填未固结土体大直径旋挖桩施工工艺 | |
Verfel | Rock grouting and diaphragm wall construction | |
CN210948500U (zh) | 一种便于施工的旋挖钻钻头 | |
CN111764833A (zh) | 球阀式防塞三翼钻 | |
CN208902444U (zh) | 一种螺旋与直推钻进结合的无扰动土壤采样工具 | |
CN110656947A (zh) | 海底基岩凸起段的掘进方法 | |
CN102409978B (zh) | 复杂地层灌注桩施工采用多级合金超前牙轮钻头回旋钻进成孔工法 | |
CN201386523Y (zh) | 一种水平井完井用高效钻磨铣一体工具 | |
Shuter et al. | Application of drilling, coring, and sampling techniques to test holes and wells | |
CN211692305U (zh) | 一种煤矿地质钻探装置 | |
CN212376597U (zh) | 球阀式防塞三翼钻 | |
CN212614488U (zh) | 涉及深层混凝土块、碎石层的专用旋挖钻孔设备 | |
CN210513758U (zh) | 一种环境科学土质取样器 | |
CN113931572B (zh) | 复合地层大直径桩基的施工方法及钻头系统 | |
US8869915B2 (en) | Systems and methods for sonic subsurface material removal | |
CN201152898Y (zh) | 一种石油地震勘探浅层取芯工具 | |
CN217976193U (zh) | 一种防缩径取芯单管钻具 | |
CN211598581U (zh) | 既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管 | |
CN205713988U (zh) | 一种高效旋挖入岩钻头 | |
CN214997451U (zh) | 一种地质监测用钻具 | |
CN215108750U (zh) | 一种地层旋挖钻孔用钻头 | |
CN217462032U (zh) | 一种大直径桩孔高效快速成孔的多用途旋挖钻斗 | |
Soldatenko et al. | Methods of excavation core drilling | |
CN113774902B (zh) | 旋挖钻机在大厚度砂卵石层成孔施工方法 | |
CN216076980U (zh) | 一种旋转挖钻机扩孔钻头 |
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 |