[实用新型]阶梯式导向型无芯钻头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻探所需用的无芯钻头，适用于煤矿井下瓦斯气体抽采与抽放，瓦斯气体泄放与排放，探放水，灭火钻孔，还适用于石油、地热井、水井、煤层气采、页岩气采、工程钻孔。

背景技术

目前，钻探不需取岩芯用的无芯钻头，如金刚石全面钻头、金刚石复合片(PDC)内凹式无芯钻头，存在的问题是，无芯钻探时，钻头对岩层切削是全面切削，岩层对钻头阻力大，所以钻进尺速度慢，工作效率低。同时钻机工作压力对钻杆和钻头增大钻杆易折断。尤其在煤矿瓦斯抽采与抽放，泄放与排放无芯钻探中，钻进尺效率低、成孔少，直接影响了瓦斯治理的进度。探放水时，金刚石全面钻头及金刚石复合片内凹式无芯钻头，遇高压力水时，由于这两种钻头与岩层之间的间隙小，高压力水水流不畅，对钻具产生大的压力，易将钻具冲向孔外，不安全。遇高压力瓦斯气体时，易发生顶钻现象。

发明内容

为了克服金刚石全面钻头、金刚石复合片(PDC)内凹式无芯钻头，在钻探中，进尺速度慢，工作效率低，钻杆易折断，探放水不安全，瓦斯气体顶钻的问题，本实用新型提供一种新型阶梯式导向型无芯钻头，不仅克服了其它无芯钻头，进尺速度慢、阻力大，钻机工作压力对钻杆增大，钻杆易折断，探放水不安全问题，而且钻进尺时，岩层对钻头阻力小，钻进速度快，导向性能好，钻孔直，钻杆不易折断。由于阶梯作用，探放水钻进时，高压力水，对钻具产生的压力减小，所以安全。由于阶梯作用，高压力瓦斯气体不会对钻具产生顶钻的问题。

本实用新型解决其技术问题，采用的技术方案是：

阶梯式导向型无芯钻头，是由前节、是节、尾节和单层翼片，双层阶梯式翼片组成。前节用圆钢加工，端部加工成偏芯状，并加工成偏芯水孔，加工通槽便于焊接硬质合金3块，对面用2块焊接。中节、尾节用厚壁地质钻杆加工而成。单层翼片和双层阶梯式翼片，用厚壁地质管材加工，加工槽口，同时加工协面。也可以用钢板加工，但是翼片与中节、尾节焊接面加工圆弧槽型，便于焊接牢固，周正。前节、中节、尾节按顺序丝扣连接。单层翼片协面焊接在中节尾部。双层阶梯式翼片协面，焊接尾节尾部。钻较软岩层时，用硬质合金焊接在单层翼片和双层阶梯式翼片槽口里面，前节端面通槽同样焊接硬质合金成偏芯状。钻较硬岩层时，用金刚石复合片(PDC)焊接在单层和双层阶梯式槽里面，前节端面，通槽，同样焊接金刚石复合片成偏芯状。钻坚硬岩石时，将人造金刚石烧结在单层翼片和双层阶梯式翼片上面。烧结在前节端面成偏芯状。这样就加工成，硬质合金阶梯式导向型无芯钻头。金刚石复合片(PDC)阶梯式导向型无芯钻头。人造金刚石阶梯式导向型无芯钻头。3种硬质材料不同的阶梯式导向型无芯钻头。旋转钻进时，由于偏芯，所以无岩芯，可根据地质岩层条件，合理选用3种阶梯式导向型无芯钻头。采用3块单层翼片，按120°均布，焊接在中节尾部上。采用4块双阶梯式翼片，按90°均布焊接在尾节尾部上。同时也可以按孔径要求，加工大口径阶梯式，导向型无芯钻头，但是，前节、中节、尾节直径增大，以满足多层阶梯多翼片的焊接。钻进时钻杆与尾节连接，钻软岩层时，采用中节3块单层翼片，尾节3块双层阶梯式翼片无芯钻头钻进，此种钻头，岩层对钻头的阻力减到最小，此时钻进速度快，钻机工作压力小，钻杆少力，不易折断。

本实用新型的有益效果是，钻时时无芯，前节小口径先钻进岩层，中节单层翼片扩孔钻进，然后尾节双层阶梯式翼片逐级扩孔钻进。这种钻进方式，钻机，钻杆省力。前节与中节相互起导向作用，中节又与尾节双层阶梯翼片前又起导向作用，所以钻孔直，钻进时遇高压力水，高瓦斯气体时，由于阶梯作用，不会对钻具产生大的压力，所以安全，钻时尺速度快，钻孔直，钻杆不易折断。阶梯式导向型无芯钻头，结构合理，进尺速度快，加工容易，使用方便，节省原材料。多钻瓦斯抽采与抽放钻孔，多抽取瓦斯气体，使瓦斯气体充分利用，同时，减少对矿井及人身的危害。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型的示意图。

图2是前节剖面构造图，图中1是偏芯水孔，2是偏芯通槽。

图3是中节剖面图，图中1是单层翼片焊接位置。

图4是尾节剖面图，图中1是双层阶梯式翼片焊接位置。

图5是单层翼片加工示意图，图中1槽，2协面。

图6是双层阶梯式翼片加工示意图，图中1槽，图中2槽口，图中3协面。

在图1中1是前节，2是中节，3是单层翼片，4是尾节，5是双层阶梯式翼片，6是硬质合金，7是硬质合金，8是硬质合金。

具体实施方式