CN212249848U - 一种气举反循环连续取心牙轮钻头 - Google Patents
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Abstract
一种气举反循环连续取心牙轮钻头，包括钻头体，钻头体下分布牙轮掌，还包括岩心卡断器，岩心卡断器固定在钻头体上部，岩心卡断器本体设有卡断器本体和合金卡断头，卡断器本体沿钻头体的径向安装在钻头体内，合金卡断头嵌入卡断器本体的前端，合金卡断头探出卡断器本体的部位为球形，卡断头前端至钻头体中心的径向尺寸小于获取岩心的半径2‑3mm。本实用新型在钻进破碎的同时具备取心功效，从而实现气举反循环钻井过程中的连续取心功能。可广泛应用于海洋地质勘察硬岩取心钻孔、探采结合井硬岩取心孔段(地热井、干热岩井等)、大口径工程孔的施工中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钻探装置，具体的说是一种气举反循环连续取心牙轮钻头。
背景技术
近年来气举反循环钻井技术在地热井、大口径工程井等领域发展应用较为成熟，在这些领域气举反循环钻井技术主要以成孔为目的，使用的钻头均为全面破碎的牙轮钻头。这种压轮钻头在钻进过程中具有高效的特点，但由于结构设计的原因无法完成取心的功能。在一些特钻探殊领域如海洋钻井、探采结合、地热井等有取心的需求，传统气举反循环全面破碎牙轮钻头则无法使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种可以在钻进破碎的同时具备取心功效的气举反循环连续取心牙轮钻头，从而实现气举反循环钻井过程中的连续取心功能。
本实用新型所述问题是以下述技术方案解决的：
一种气举反循环连续取心牙轮钻头，包括钻头体，钻头体下分布牙轮掌，还包括岩心卡断器，岩心卡断器固定在钻头体上部，岩心卡断器本体设有卡断器本体和合金卡断头，卡断器本体沿钻头体的径向安装在钻头体内，合金卡断头嵌入卡断器本体的前端，合金卡断头探出卡断器本体的部位为球形，卡断头前端至钻头体中心的径向尺寸小于获取岩心的半径2-3mm。
上述气举反循环连续取心牙轮钻头，所述钻头体中心通道为岩心通道，岩心通道上分布修芯合金条。
上述气举反循环连续取心牙轮钻头，修芯合金条为4-6条，修芯合金条均匀分布，相邻修芯合金条之间设有岩屑通道。
上述气举反循环连续取心牙轮钻头，所述牙轮掌设置四片，相邻牙轮掌之间设有挡板。
本实用新型针对有探采结合要求的钻探施工对传统牙轮钻头的结构进行了改进，其特点如下：1、设置岩心卡断器，以便按照一定长度卡断岩心，避免岩心过长在上部钻具内无法返出；2、钻头体上设置修心合金条，对由牙轮掌随钻具公转、自转形成的岩心再次进行修磨，确保钻取的岩心外形满足地质取心要求；3、钻头体上巧妙利用修心机构合金条之间的间隔设计岩屑通道，将岩屑、岩心通道分离开，避免岩心、岩屑在钻头内部卡死；4、采用四牙轮结构，牙轮掌转动平稳，有利于岩心的保护，另外四牙轮钻头形成的钻孔断面较规则，为钻孔完成后套管的下入提供较好的孔壁条件。本实用新型可实现气举反循环钻井的连续取心，广泛应用于海洋地质勘察硬岩取心钻孔、探采结合井硬岩取心孔段(地热井、干热岩井等)、大口径工程孔的施工中。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大视图；
图3是图1B-B截面的剖视图；
图4是图1的C向视图。
图中各标号为：1.钻头体；1-1、修心合金条，1-2、岩屑通道，1-3、岩心通道；2.岩心卡断器，2-1、卡断器本体，2-2、合金卡断头；3、牙轮掌，4、挡板；5、岩心。
具体实施方式
参看图1、图4，本实用新型包括钻头体1，钻头体下分布牙轮掌3，牙轮掌设置四片，四个牙轮掌相对钻头体圆周均匀分布，与钻头体焊接为一体相邻牙轮掌之间设有挡板4。本实用新型采用四牙轮结构，相邻牙轮掌的合金齿啮合，牙轮掌转动平稳，有利于岩心的保护，另外四牙轮钻头形成的钻孔断面较为规则，为钻孔完成后套管的下入提供较好的孔壁条件。牙轮掌之间设置挡板，挡板通过焊接与牙轮掌体的外侧固定，挡板高度以不影响牙轮掌转动为宜，挡板的作用一是加固钻头，二是迫使钻取的岩屑快速进入到钻头中心通道。
参看图1、图2，本实用新型的一项重要改进是在钻头体内部设置岩心卡断器2，从而实现岩心的定长切断。岩心卡断器固定在钻头体上部，岩心卡断器设有卡断器本体2-1和合金卡断头2-2，卡断器本体沿钻头体的径向安装在钻头体内，合金卡断头嵌入卡断器本体的前端，合金卡断头探出卡断器本体的部位为球形，卡断头前端至钻头体中心的径向尺寸小于获取的岩心半径2-3mm。卡断器本体与合金采用焊接方式固定在钻头体处。
参看图1、图3，本实用新型的另一项重要改进是在钻头体的中心通道即为岩心通道1-3上设置修芯合金条1-1，在钻头体内孔圆周上设置4-6个条形缺口放置合金条，合金条与钻头体采用焊接方式固定。修芯合金条均匀分布4-6条，相邻修芯合金条之间设有岩屑通道1-2，即岩屑通道的数量与修心合金条一致。四牙轮钻头钻取的岩心相比金刚石钻头钻取的岩心外形不规则，设置的修芯合金条可对获取的岩心再次修磨，达到岩心外形的地质要求。在保证钻头体强度要求前提下，岩屑通道的面积尽量大，以减小岩屑上返阻力。
参看图1，本实用新型取心钻进过程，牙轮掌组合形成的环形端面与岩石接触，在牙轮掌随钻具公转、自转时破碎岩石形成岩屑，四牙轮掌中心部位岩心5在修芯合金条的作用下修形；钻进过程中产生的岩心、岩屑随着气举反循环流体从钻头体中心通道内上返，当钻取的岩心未进入到岩心通道时，钻进过程中产生的岩屑可通过岩屑通道、岩心通道上返，当岩心进入到岩心通道中时，岩屑只能通过岩屑通道上返。当钻头钻入地层一定距离后，修形后的岩心上端面接触到岩心卡断器遇阻，岩心在阻力的作用下折断，实现岩心的卡断。
Claims (4)
1.一种气举反循环连续取心牙轮钻头，包括钻头体(1)，钻头体下分布牙轮掌(3)，其特征在于：还包括岩心卡断器(2)，岩心卡断器固定在钻头体上部，岩心卡断器本体设有卡断器本体(2-1)和合金卡断头(2-2)，卡断器本体沿钻头体的径向安装在钻头体内，合金卡断头嵌入卡断器本体的前端，合金卡断头探出卡断器本体的部位为球形，卡断头前端至钻头体中心的径向尺寸小于获取岩心(5)的半径2-3mm。
2.根据权利要求1所述的气举反循环连续取心牙轮钻头，其特征在于：所述钻头体中心通道为岩心通道(1-3)，岩心通道上分布修芯合金条(1-1)。
3.根据权利要求2所述的气举反循环连续取心牙轮钻头，其特征在于：修芯合金条为4-6条，修芯合金条均匀分布，相邻修芯合金条之间设有岩屑通道(1-2)。
4.根据权利要求3所述的气举反循环连续取心牙轮钻头，其特征在于：所述牙轮掌设置四片，相邻牙轮掌之间设有挡板(4)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020423798.1U CN212249848U (zh) | 2020-03-28 | 2020-03-28 | 一种气举反循环连续取心牙轮钻头 |
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| CN202020423798.1U CN212249848U (zh) | 2020-03-28 | 2020-03-28 | 一种气举反循环连续取心牙轮钻头 |
Publications (1)
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| CN212249848U true CN212249848U (zh) | 2020-12-29 |
Family
ID=73985152
Family Applications (1)
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| CN202020423798.1U Active CN212249848U (zh) | 2020-03-28 | 2020-03-28 | 一种气举反循环连续取心牙轮钻头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212249848U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023102175A1 (en) * | 2021-12-03 | 2023-06-08 | Longyear Tm, Inc. | Continuous sampling drill bit |
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2020
- 2020-03-28 CN CN202020423798.1U patent/CN212249848U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023102175A1 (en) * | 2021-12-03 | 2023-06-08 | Longyear Tm, Inc. | Continuous sampling drill bit |
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