[实用新型]地层取芯钻头及地层取芯钻具

说明书

技术领域

本实用新型涉及地层勘探测试设备，尤其涉及一种地层取芯钻头及包含该钻头的一种地层取芯钻具。

背景技术

石油勘探需要获取地层岩芯样本，机械式旋转井壁取芯仪就是一种在井壁上横向钻取岩心样本的仪器，它所配备的旋转钻头是一个非常重要的工具。

旋转钻头为空心结构，其内外圆与被钻物体如地层或者岩心等等紧密接触，产生较大摩擦。一旦钻屑多或仪器微量移动，都将出现粘卡现象而导致蹩钻、卡钻等事故发生。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服目前地层取芯钻头容易导致蹩钻、卡钻等事故发生的不足。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种地层取芯钻头，该钻头的外轮廓在横截面上表现为非圆形。

优选地，该钻头的外轮廓在横截面上表现出的非圆形包括椭圆形、三角形、圆角三角形、直角矩形、圆角矩形、直角多边形或者圆角多边形。

优选地，该钻头的内孔在横截面上表现为圆形。

优选地，该钻头的内孔在横截面上表现为非圆形。

优选地，该钻头的内孔在横截面上表现出的非圆形包括椭圆形、三角形、圆角三角形、直角矩形、圆角矩形、直角多边形或者圆角多边形。

优选地，该钻头的轴心与连接该钻头的钻杆的轴心重合。

本实用新型还提供了一种地层取芯钻具，包含钻杆以及与该钻杆连接的如前所述的地层取芯钻头。

与现有技术相比，本实用新型的实施例提供了一种外轮廓在横截面上表现为非圆形比如椭圆形的钻头，可降低取样时蹩钻或者卡钻现象发生的几率。本实用新型的实施例提供了一种外轮廓及内孔在横截面上均表现为非圆形比如椭圆形的钻头，可有效防止取样时蹩钻或者卡钻现象的发生。本实用新型的实施例提供的包含上述钻头的钻具在进行取样时，能够很方便地取出整个钻具。

附图说明

图1为本实用新型实施例的地层取芯钻头在取样时的剖视示意图。

图2为本实用新型另一实施例的地层取芯钻头在取样时的剖视示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

经过发明人的分析，目前使用的取芯钻头容易产生卡钻、蹩钻等的主要原因是，钻头内外径与岩石的取样孔径之间间隙太小，钻头的头部钻下的岩屑（岩石颗粒）通过钻头上的排屑槽，难以顺畅地进入竖向井中从而造成加上排屑困难。如果在钻进过程中，取芯仪再有少量上下滑移，则更容易发生卡钻。

如图1所示，本实用新型实施例的地层取芯钻头，其内孔在横截面上表现为圆形而外轮廓在横截面上表现为椭圆形。将本实用新型实施例的钻头安装到适配的钻杆上时，钻头1的内孔的圆心落在钻杆（图中未示出）的轴心上，钻杆的轴心为钻头1的旋转轴心。由于钻头的外轮廓在横截面上表现为椭圆形，因此钻头1跟随钻杆高速旋转时，会在地层3中钻出一个直径等于该椭圆形长轴的圆孔，而钻头内部会取下与内孔直径相等或稍小的岩心2（钻头1所取到的地层样本）。

钻头1地层3高速摩擦而产生的碎屑，可顺着设置在钻头1外表面上的外排屑槽12以及内表面上的内排屑槽11顺利排出，从而在钻头1的内部留下圆柱形的岩心2。

钻头1在钻杆的带动作用下对地层3进行取样时，由于钻头1的外轮廓在横截面上表现为椭圆形，从而使得钻头1从外部看为扁的，因此在旋转时会在地层3中产生直径与该椭圆长轴相等的圆孔，从而椭圆形外表面的钻头1与该圆孔之间会留下间隙，该间隙的最大处为钻头1椭圆形外表面的短轴处。正是由于钻头与外部的地层3之间留有间隙，因此可有效降低取样时蹩钻或者卡钻现象发生的几率。

实际上，本实用新型实施例中的钻头，其外轮廓在横截面上除了可以表现为上述的椭圆形之外，也可以表现为三角形、圆角三角形、直角矩形、圆角矩形、直角多边形、圆角多边形等等各种的非圆形中的一种。外轮廓的横截面为非圆形的钻头在钻杆的带动下高速旋转时，就可以在地层上钻出一个圆形的孔并且钻头内部可获得岩心。其中在地层中钻出的圆形的孔，其半径等于钻头外轮廓上的各点到旋转轴心的最大距离。

如图2所示，本实用新型实施例的另一种钻头，其外轮廓的横截面表现为椭圆形或者其他的一种非圆形的同时，其内孔的横截面也为椭圆形、三角形、圆角三角形、直角矩形、圆角矩形、直角多边形、圆角多边形等等的一种非圆形。请同时参考图1所示实施例，钻头1在地层3中钻出圆孔时，钻头1的内孔中会形成圆柱形岩心2。