一種隔液鑽頭及隔液取心鑽進工具的製作方法
2023-06-03 13:39:21
專利名稱：一種隔液鑽頭及隔液取心鑽進工具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種主要用於酥散、鬆軟、破碎和懼衝蝕地層，但對其它地層也具 一定適應性的取心鑽進作業工具，可廣泛應用於科學鑽探、油氣勘探、煤田勘探、地質勘探 與水電工程基礎勘察、工程地質勘察等領域。
背景技術：
在酥散、鬆軟、衝蝕地層取心鑽進時，大部分類型的鑽頭及其與卡簧座的配合形 式，使鑽井液通過鑽頭內部的臺肩與卡簧座的縫隙時直接衝刷巖心，極易將進入鑽頭內的 巖心部分或全部衝刷掉，導致較難彌補的地層信息缺失。目前所見的底噴鑽頭雖在一定程 度上減弱了鑽井液對巖心的衝刷，但仍不能絕對有效地保護巖心，對於衝蝕地層，常出現巖 心採取率嚴重不足，甚至「打空管」的現象。
實用新型內容本實用新型的一個目的是提供一種由帶隔液環的腰形大斷面測排洩鑽頭。本實用新型採用的技術方案為包括鑽頭本體，所述鑽頭本體的下部的內壁形成 向內凸出的內臺肩，所述內臺肩的內壁上形成一圈鑽頭隔水環，所述鑽頭隔水環的下端面 低於鑽頭本體的下端面，所述鑽頭本體的下端面在周向上形成多個切削具鑲焊體，所述鑽 頭隔水環與內臺肩之間在相鄰切削具鑲焊體之間的部位上形成有水眼，所述水眼在鑽頭本 體的下端面上形成槽口 ；所述鑽頭隔水環的低於鑽頭本體的下端面的部分、鑽頭本體的下 端面，以及相鄰切削具鑲焊體所圍成的向外開放的缺口形成沿圓周方向延展、且槽口高於 鑽頭隔水環下端面的腰形大斷面外開放水槽；所述腰形大斷面外開放水槽和與各自相對應 的水眼通過槽口相通。優選地，所述鑽頭隔水環的下端面與切削具鑲焊體的下端面平齊，且所述鑽頭隔 水環與切削具鑲焊體連接為一體。本實用新型的另一個目的是提供一種可以有效減弱鑽井液衝刷巖心的隔液取心 鑽進工具。本實用新型採用的技術方案為一種隔液取心鑽進工具，包括上述隔液鑽頭和隔 液卡簧座，所述鑽頭本體的內部形成一個主體配合空間，在鑽頭隔水環的上端面與內臺肩 的上端面之間形成一個與主體配合空間承接的向內收縮的隔水配合空間；所述隔液卡簧座 的下部形成向內收縮的卡簧座隔水環；所述隔液卡簧座插入隔液鑽頭的主體配合空間，使 得所述卡簧座隔水環與隔水配合空間配合，並且所述鑽頭隔水環的上端面與卡簧座隔水環 的下端面之間的縫隙為3 5mm。本實用新型的有益效果為本實用新型所述隔液鑽頭改變了鑽井液通過鑽頭時的 流動方向，在其與本實用新型所述隔液卡簧座組成隔液取心鑽進工具時，鑽頭內腔的巖心 與循環運動的鑽井液基本隔離，使複雜地層的巖心採取率和原狀性得以保證；另外，本實用 新型所述隔液鑽頭可採用目前取心鑽探中的任何一種切削料，使隔液取心鑽進工具對各類
3複雜地層的適應性大大增強；最後，經試驗，本實用新型所述隔液取心鑽進工具具有取心鑽 進不少於200m、巖心採取率高於90%的技術效果。
圖1為本實用新型所述隔液鑽頭及隔液取心鑽進工具的立體結構示意圖；圖2為圖1所示隔液鑽頭及隔液取心鑽進工具的仰視圖；圖3為隔液鑽頭的一種實施結構在圖2中A-A向的階梯剖視圖；圖4為隔液取心鑽進工具在圖2中A-A向的階梯剖視圖。
具體實施方式
如圖1、2和3所示，本實用新型所述隔液鑽頭包括鑽頭本體1，所述鑽頭本體1的 下部的內壁形成向內凸出的內臺肩18，所述內臺肩18的內壁上形成一圈鑽頭隔水環4，所 述鑽頭隔水環4的下端面低於鑽頭本體1的下端面13，所述鑽頭本體1的下端面13上沿 周向分布有多個用於鑲焊切削料的切削具鑲焊體6，所述鑽頭隔水環4與內臺肩18之間在 相鄰切削具鑲焊體之間形成有水眼5，在本實施例中，所述水眼5在鑽頭本體1的下端面13 上形成腰形的槽口 ；所述鑽頭隔水環4的低於鑽頭本體的下端面的部分、鑽頭本體1的下端 面13，以及相鄰切削具鑲焊體6所圍成的向外開放的缺口形成沿圓周方向延展、且槽口高 於鑽頭隔水環下端面的腰形大斷面外開放水槽3，所述腰形大斷面外開放水槽與和各自相 對應的水眼5通過槽口相通。在優選實施例中，所述鑽頭隔水環4的下端面與切削具鑲焊體6的下端面平齊，且 所述鑽頭隔水環4與切削具鑲焊體6連接為一體。在實際加工過程中，可以在一鑽頭本體 的底部邊緣處切削出多個彼此間隔的缺口，該缺口即形成所述腰形大斷面外開放水槽3，而 相鄰缺口之間的部分即形成切削具鑲焊體6，缺口的底面即為上述的鑽頭本體1的下端面 13，將所有切削具鑲焊體6連接在一起的部分即為上述的鑽頭隔水環4。所述隔液鑽頭在鑽頭本體1的內臺肩18的上部形成一個主體配合空間11，在鑽頭 隔水環4的上端面與內臺肩18的上端面之間形成一個與主體配合空間11承接的向內收縮 的隔水配合空間16。如圖4所示，本實用新型所述隔液取心鑽進工具包括上述隔液鑽頭和隔液卡簧座 7，所述隔液卡簧座7的下部形成向內收縮的卡簧座隔水環71。安裝時，將所述隔液卡簧座 7插入隔液鑽頭的主體配合空間11，使得其卡簧座隔水環71與隔水配合空間16配合，並將 鑽頭隔水環4的上端面與卡簧座隔水環71的下端面之間的縫隙9控制在3 5mm。由於鑽 頭隔水環4的上端面與卡簧座隔水環71的下端面之間的縫隙9很小，而且取心時巖心與鑽 頭隔水環4和卡簧座隔水環71之間的環向間隙也很小，因此，會形成綜合阻流作用，使鑽井 液只能沿腰形大斷面外開放水槽3流向隔液取心鑽進工具的外環空間，從而實現在巖心與 鑽井液隔離的環境下鑽取複雜地層的巖心，由此，所述腰形大斷面外開放水槽5形成了隔 液取心鑽進工具的阻力很小的鑽井液側面排洩通道。所述切削料可以採用鑲焊合金、金剛石、金剛石複合片或孕鑲金剛石胎塊等，可使 隔液取心鑽進工具鑽進不同性質的複雜地層；另外，如果將隔液卡簧座7更換成常規卡簧 座，鑽具功能即與常規鑽具基本等同。
4[0018] 綜上所述僅為本實用新型較佳的實施例，並非用來限定本實用新型的實施範圍。 即凡依本實用新型申請專利範圍的內容所作的等效變化及修飾，皆應屬於本實用新型的技 術範疇。
權利要求一種隔液鑽頭，包括鑽頭本體，所述鑽頭本體的下部的內壁形成向內凸出的內臺肩，其特徵在於所述內臺肩的內壁上形成一圈鑽頭隔水環，所述鑽頭隔水環的下端面低於鑽頭本體的下端面，所述鑽頭本體的下端面在周向上形成多個切削具鑲焊體，所述鑽頭隔水環與內臺肩之間在相鄰切削具鑲焊體之間的部位上形成有水眼，所述水眼在鑽頭本體的下端面上形成槽口；所述鑽頭隔水環的低於鑽頭本體的下端面的部分、鑽頭本體的下端面，以及相鄰切削具鑲焊體所圍成的向外開放的缺口形成沿圓周方向延展、且槽口高於鑽頭隔水環下端面的腰形大斷面外開放水槽；所述腰形大斷面外開放水槽和與各自相對應的水眼通過所述槽口相通。
2.根據權利要求1所述的隔液鑽頭，其特徵在於所述鑽頭隔水環的下端面與切削具 鑲焊體的下端面平齊，且所述鑽頭隔水環與切削具鑲焊體連接為一體。
3.一種隔液取心鑽進工具，其特徵在於包括權利要求1所述的隔液鑽頭和隔液卡簧 座，所述鑽頭本體的內部形成一個主體配合空間，在鑽頭隔水環的上端面與內臺肩的上端 面之間形成一個與主體配合空間承接的向內收縮的隔水配合空間；所述隔液卡簧座的下部 形成向內收縮的卡簧座隔水環；所述隔液卡簧座插入隔液鑽頭的主體配合空間，使得所述 卡簧座隔水環與隔水配合空間配合，並且所述鑽頭隔水環的上端面與卡簧座隔水環的下端 面之間的縫隙為3 5mm。
專利摘要本實用新型公開了一種隔液鑽頭及隔液取心鑽進工具，該隔液鑽頭包括鑽頭本體，其內臺肩的內壁上形成一圈鑽頭隔水環，鑽頭隔水環的下端面低於鑽頭本體的下端面，鑽頭本體的下端面上沿周向分布有多個切削具鑲焊體；鑽頭隔水環的低於鑽頭本體的下端面的部分的外壁、鑽頭本體的下端面，以及相鄰切削具鑲焊體所圍成的向外開放的缺口形成沿圓周方向延展、且槽口高於鑽頭隔水環下端面的腰形大斷面外開放水槽。該隔液取心鑽進工具包括上述隔液鑽頭和隔液卡簧座，隔液卡簧座的下部形成向內收縮的卡簧座隔水環。該種隔液取心鑽進工具可使鑽頭內腔的巖心與循環運動的鑽井液基本隔離，使複雜地層的巖心採取率和原狀性得以保證。
文檔編號E21B25/00GK201753585SQ20102025493
公開日2011年3月2日 申請日期2010年7月12日 優先權日2010年7月12日
發明者孟慶鴻, 朱永宜, 王穩石, 談曉麗 申請人:地質礦產廊坊聚力巖土工程科技開發公司;中國地質科學院勘探技術研究所