CN207436932U - 一种桶式扩孔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种桶式扩孔器，包括钻杆轴和扩径桶；钻杆轴为两端开口的空心轴，其一端安装有钻头，另一端连接输浆管；扩径桶一体成型的同轴套设在钻杆轴的外周上，其靠近钻杆轴一端设置为圆锥形结构；圆锥形结构的表面由一端向另一端间隔环设有至少两组水眼；每组的水眼均设有至少两个，并沿周向均布在圆锥形结构表面；靠近钻杆轴一端的一组水眼均朝向钻杆轴的一端水平延伸，并分别与钻杆轴的轴心线平行；余下的水眼均与钻杆轴的轴心线成45°夹角；每个水眼分别与钻杆轴内部连通。优点：结构简单，钻孔过程确保了钻杆轴进给端的四周土屑能被水眼喷出的泥浆混碎并直接携带流动，有效降低扩孔器前进的阻力和旋转的扭矩，节能效果好。

Description

一种桶式扩孔器

技术领域

本实用新型涉及工程钻孔技术，特别涉及一种桶式扩孔器。

背景技术

在水平定向钻穿越项目中，桶式扩孔器是进行扩孔作业的一种机具。桶式扩孔器在工作中，旋转前进，高压泥浆通过钻杆内腔、输浆管，从水眼中喷射出进入孔洞中，起到新浆置换旧浆，将切削物悬浮和携带出孔洞的作用。

现有的桶式扩孔器水眼的布局设置中，水眼角度为与钻杆轴夹角为45°，水眼的数量和布置排数根据扩孔器的直径、工作地层而定。在实际施工中，因泥浆未直接喷射到钻杆轴附近区域钻屑，会造成额外扭矩和拉力消耗，无形中能耗增加。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种桶式扩孔器，有效的克服了现有技术的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种桶式扩孔器，包括钻杆轴和扩径桶；

上述钻杆轴为两端开口的空心轴，其一端可拆卸的安装有钻头，另一端可拆卸的连接输浆管；

上述扩径桶一体成型的同轴套设在上述钻杆轴的外周上，且其靠近上述钻杆轴一端的端部设置为圆锥形结构；

上述圆锥形结构的表面由一端向另一端间隔环设有至少两组水眼；

每组的上述水眼均设有至少两个，并沿周向均布在上述圆锥形结构的表面；

靠近上述钻杆轴一端的一组上述水眼均朝向上述钻杆轴的一端水平延伸，并分别与上述钻杆轴的轴心线平行；

余下的上述水眼均与上述钻杆轴的轴心线成45°夹角设置；

每个上述水眼分别与上述钻杆轴的内部连通。

本实用新型的有益效果是：结构简单，钻孔过程确保了钻杆轴进给端的四周土屑能被水眼喷出的泥浆混碎并直接携带流动，有效降低扩孔器前进的阻力和旋转的扭矩，节能效果好。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，上述扩径桶内设有与上述水眼一一对应的输浆分管，上述输浆分管的一端与对应的水眼连接并连通，另一端穿过上述钻杆轴的侧壁与钻杆轴的内部连通。

采用上述进一步方案的有益效果是利于水眼与钻杆轴内部的连通。

进一步，上述圆锥形结构的锥角为60°～90°。

采用上述进一步方案的有益效果是该角度利于钻孔时整个扩孔器的进给。

进一步，上述圆锥形结构的表面以及扩径桶的表面分别设有仿生非光滑结构层。

更进一步，上述仿生非光滑结构层为凹坑、凸包、棱纹、凸起的网格线的其中一种或多种的组合。

采用上述进一步方案的有益效果是圆锥形结构和扩径桶表面变得不连续且非光滑(凹凸不平)，即呈现出仿生非光滑形态，可以降低扩径桶表面在钻孔时与土屑及浆液的摩擦阻力，降低能耗，同时，还可改善扩径桶表面与土屑及浆液的粘连状态，具有防粘的效果，确保钻孔的稳定、有效。

附图说明

图1为本实用新型的桶式扩孔器的剖面结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、钻杆轴，2、扩径桶，3、水眼，4、输浆分管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例：如图1所示，本实施例的桶式扩孔器包括钻杆轴1和扩径桶2；

上述钻杆轴1为两端开口的空心轴，其一端可拆卸的安装有钻头(图中未示出)，另一端可拆卸的连接输浆管(图中未示出)；

上述扩径桶2一体成型的同轴套设在上述钻杆轴1的外周上，且其靠近上述钻杆轴1一端(安装有钻头的一端)的端部设置为圆锥形结构；

上述圆锥形结构的表面由一端向另一端间隔环设有至少两组水眼3；

每组的上述水眼3均设有至少两个，并沿周向均布在上述圆锥形结构的表面；

靠近上述钻杆轴1一端的一组上述水眼3均朝向上述钻杆轴1的一端水平延伸，并分别与上述钻杆轴1的轴心线平行；

余下的上述水眼3均与上述钻杆轴1的轴心线成45°夹角设置；

每个上述水眼3分别与上述钻杆轴1的内部连通。

桶式扩孔器在工作中，旋转前进，高压泥浆通过输浆管进入钻杆轴1内部、以及输浆分管4内，再从每个水眼3中喷射进入孔洞中，靠近上述钻杆轴1一端的一组上述水眼3阴雨钻杆轴1的轴心线平行，因此，泥浆会经过该组水眼3喷射在钻杆轴1的周围区域，保证该局部区域内的土屑能被泥浆混碎并直接携带流动，并有效降低扩孔器前进的阻力和旋转的扭矩，最终起到新浆置换旧浆，将切削物悬浮和携带出孔洞，需要说明的是，除靠近钻杆轴1一端的一组水眼3外，余下的所有水眼3均属于正常喷浆，其朝向钻进方向与钻杆轴1的轴心线成45°夹角，其喷出的高压泥浆可有效的对钻进产生的土屑进行混浆，并携带走。

一般的，在扩径桶2远离圆锥形结构的一端设有圆台结构，在圆台结构的侧壁上设有至少一组沿周向均布的水眼3，圆台结构侧壁上的水眼3与轴心线之间也成45°角，并且与圆锥形结构上的水眼3倾斜方向相反，其不仅可以在喷浆时利用反作用力推进钻进(或抵消圆锥形结构上的45°倾斜角水眼3对整个装置的反作用力)，还可以促使土屑与泥浆的混浆沿钻孔背离钻进方向流动，从而利于钻孔内泥浆从孔口流至地面上。

较佳的，上述扩径桶2内设有与上述水眼3一一对应的输浆分管4，上述输浆分管4的一端与对应的水眼3连接并连通，另一端穿过上述钻杆轴1的侧壁与钻杆轴1的内部连通，该设计利于水眼3与钻杆轴1内部空腔的连通，输浆分管4的两端均与钻杆轴1内部以及对应的水眼3可拆卸连接，便于后期的拆装及检修。

较佳的，上述圆锥形结构的锥角为60°～90°，该角度设计合理，利于钻进。

较佳的，上述圆锥形结构的表面以及扩径桶2的表面分别设有仿生非光滑结构层。上述仿生非光滑结构层为凹坑、凸包、棱纹、凸起的网格线的其中一种或多种的组合，在钻孔过程中，扩径桶2的表面1与土屑和泥浆直接接触，泥土和浆液容易粘附在扩径桶2的表面，并且阻力也比较大，比较容易磨损，通过仿生非光滑结构层使两者表面变得不连续且非光滑(凹凸不平)，即呈现出仿生非光滑形态，可有效降低扩径桶2的表面与土屑及浆液的摩擦阻力，降低能耗，同时，改善与土屑及浆液的粘连状态，具有防粘的效果，确保钻孔的稳定、有效。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种桶式扩孔器，其特征在于：包括钻杆轴(1)和扩径桶(2)；

所述钻杆轴(1)为两端开口的空心轴，其一端可拆卸的安装有钻头，另一端可拆卸的连接输浆管；

所述扩径桶(2)一体成型的同轴套设在所述钻杆轴(1)的外周上，且其靠近所述钻杆轴(1)一端的端部设置为圆锥形结构；

所述圆锥形结构的表面由一端向另一端间隔环设有至少两组水眼(3)；

每组的所述水眼(3)均设有至少两个，并沿周向均布在所述圆锥形结构的表面；

靠近所述钻杆轴(1)一端的一组所述水眼(3)均朝向所述钻杆轴(1)的一端水平延伸，并分别与所述钻杆轴(1)的轴心线平行；

余下的所述水眼(3)均与所述钻杆轴(1)的轴心线成45°夹角设置；

每个所述水眼(3)分别与所述钻杆轴(1)的内部连通。

2.根据权利要求1所述的一种桶式扩孔器，其特征在于：所述扩径桶(2)内设有与所述水眼(3)一一对应的输浆分管(4)，所述输浆分管(4)的一端与对应的水眼(3)连接并连通，另一端穿过所述钻杆轴(1)的侧壁与钻杆轴(1)的内部连通。

3.根据权利要求1所述的一种桶式扩孔器，其特征在于：所述圆锥形结构的锥角为60°～90°。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种桶式扩孔器，其特征在于：所述圆锥形结构的表面以及扩径桶(2)的表面分别设有仿生非光滑结构层。

5.根据权利要求4所述的一种桶式扩孔器，其特征在于：所述仿生非光滑结构层为凹坑、凸包、棱纹、凸起的网格线的其中一种或多种的组合。