[发明专利]智能化回缩式复合钻头

说明书

技术领域

本发明属于钻井、开采领域，具体为智能化回缩式复合钻头。

背景技术

大型钻头常用于打井、开采、石油领域、开矿领域，如：矿用钻头 打井钻头、高速钢钻头、凿岩钻头、锚杆钻头、地质钻头 、开采石油钻头等等。 

由于大钻头接触工作对象的面积大，当遇到坚硬层时，钻进速度慢、打滑、难以定位、钻头报废快、更换钻头频率大，从而在施工过程中，出现钻孔困难、工期长、增加成本、增加工人劳动量、效率低等现象。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种新的技术方案，解决以上问题。

小钻头，头部接触工作对象的面积小，当遇到坚硬层时，比起大钻头较容易钻进，而且定位准确。

近年来，数字化技术的发展、传感器技术的发展，很多需要人工操作的工作，或者人工不方便作业的地方，都可以用电脑软件来控制传感器，再由传感器控制机械作业。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，利用数字化技术、传感器技术，由程序控制大小钻头交替作业，从而提供的智能化回缩式复合钻头。

本发明采用的技术方案

为了实现上述发明目的，本发明包括：大钻头、3至20个小钻头、3至20个回缩电磁铁、控制电机、检测传感器、微型处理器和线路板、3至20个小孔。

所述大钻头设置有3至20个小孔，小孔是小钻头的回缩通道，小钻头套在小孔中。

所述控制电机、检测传感器、微型处理器和线路板设置在大钻头的适合位置上。

所述小钻头与所述大钻头的钻头方向相同。

所述检测传感器对钻头工作对象进行硬度检测，检测到的信息转变为电信号，输入微型处理器和线路板，当工作对象的硬度在一定的数值范围内，微型处理器和线路板控制大钻头通电工作，当工作对象的硬度超过一定的数值范围后，微型处理器和线路板控制小钻头通电工作。

本发明在钻头下井工作前，由操作人员确定大钻头和小钻头交替工作的数值，也就是确定工作对象硬度的数值，来控制什么状况下大钻头工作，什么状况下大钻头停止工作、小钻头开始工作。 

本发明的有益效果。

1、大钻头小钻头根据工作对象的硬度，交替工作，克服了单一钻头施工中存在的不足。

2、减小了大钻头的工作难度，提高了大钻头的工作效益和寿命。

3、智能化控制：在没有遇到坚硬地质层时，只需大钻头工作，在遇到坚硬地质层时，大钻头小钻头才会自动反复交替工作。

3、减少了下井次数。

4、增加了施工速度，降低了施工成本。

5、同样参数的金刚石钻头，本发明可减少了金刚石原料的用量。

附图说明

图1为本发明小钻头工作时的示意图；

图2为本发明大钻头工作时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明做进一步描述。

如图1、图2所示，一种钻井用的智能化回缩式复合钻头，其包括：大钻头（1）、3个小钻头（2）、3个回缩电磁铁（3）、2.2KW高速主轴电机（4）、热电式传感器（5）、微型处理器和线路板（6）、3个小孔（7）。

大钻头（1）设置有3个小孔（7），小孔（7）是小钻头（2）的回缩通道，小钻头（2）套在小孔（7）中。

大钻头中心为中空状态。

3个小孔（7）和3个小钻头（2）以正三角排列。

2.2KW高速主轴电机（4）、微型处理器和线路板（6）设置在大钻头（1）的中心中空位置。

所述热电式传感器（5），设置在大钻头（1）体内，以便准确测试大钻头（1）作业时的温度。

所述3个小钻头与所述大钻头的钻头方向相同。

大钻头在钻坚硬地质层时，温度升高数值较大，在钻较软地质层时，温度升高数值较小，所以热电式传感器（5）可以获得大钻头工作时的温度，从而获得工作对象的硬度信息数据，检测到的信息转变为电信号，输入微型处理器和线路板（6）检验、分析、处理，处理器接收数据并且根据一个逻辑电路执行。

当工作对象的硬度在一定的数值范围内，微型处理器和线路板（6）控制大钻头通电工作，此时3个小钻头缩进在大钻头的内部，静止不动。

当工作对象的硬度超过一定的数值范围后，微型处理器和线路板（6）控制小钻头通电工作，大钻头停止工作，静止不动，3个小钻头从大钻头的3个小孔中伸出，开始工作。

当小钻头完全钻进岩石中后，停止工作，回缩进大钻头腹中，微型处理器和线路板（6）控制大钻头通电开始工作，这时因为岩石层有了三个小洞，所以比较容易破碎。