[发明专利]一种地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头

说明书

技术领域

本发明涉及一种地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀工具，尤其是一种液压控制的可变径地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头，属于土层或岩石的钻进设备技术领域。

背景技术

在地质钻探施工过程中，钻孔护壁是解决复杂地层钻探难题的技术手段之一，钻孔护壁技术主要采用水泥护壁和套管护壁两种形式。其中水泥护壁作业周期较长，影响钻采进度；而普通套管护壁在孔身设计时需预留多层套管，存在孔径缩减大的问题，因此既延长了钻采周期又增加了钻采成本，特别是在复杂地层钻探打孔时，受套管级数和取芯直径等因素的制约，导致难以找到与钻孔孔径相匹配的套管，影响了终孔质量。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种通过液压系统驱动，能实现膨胀锥头直径连续变化，使波纹膨胀管护壁膨胀后直径不小于原钻孔直径的地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头。

本发明所述问题是通过下述技术方案解决的：

一种地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头，包括钻杆接头、滑动体导向座、滑动体组件和液压缸组件；所述钻杆接头上端与钻杆固定装配，下端与滑动体导向座上端固定装配；所述滑动体导向座下端与液压缸组件固定装配，滑动体导向座的中部为上端直径大、下端直径小的锥台结构，在其外圆锥面上设置一组与滑动体组件匹配的滑台；所述滑动体组件由一组沿滑动体导向座外圆锥面周向均匀布置的滑动块组成，所述滑动块通过螺钉与液压缸组件固定装配，滑动块在液压缸组件驱动下沿滑动体导向座外圆锥面上的滑台向上移动，使滑动体外圆柱面直径增大。

上述地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头，所述滑动体导向座外圆锥面上的滑台为燕尾型滑台，在燕尾型滑台上设有与螺钉匹配的长条型通孔槽。

上述地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头，所述滑动块内侧壁为与滑动体导向座外圆锥面匹配的圆锥面结构，在滑动块内侧壁上设有燕尾型滑槽，所述燕尾型滑槽与滑动体导向座外圆锥面上燕尾型滑台匹配，所述滑动块外侧壁上半部分为圆柱面，下半部分为上端直径大、下端直径小的圆锥面，在所述圆柱面上设有螺钉装配孔。

上述地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头，所述钻杆接头与滑动体导向座设有相互贯通的圆柱体内腔，在所述圆柱体内腔中设置软管，所述软管上端设有软管接头，所述软管接头套装在钻杆接头上端空腔中，并通过限位螺母固定，在软管接头上设有与软管连通的液体流通上部通道。

上述地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头，所述软管接头上设有一组与钻杆接头内壁静态紧密贴合的连接管接头密封环。

上述地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头，所述液压缸组件由缸体和活塞杆组成；所述缸体上端与滑动体导向座固定装配，下端设有堵头；所述活塞杆置于缸体内腔中，在活塞杆上部设有用于固定滑动体的圆盘状凸台，所述凸台上设有一组与滑动块数量匹配的螺纹孔，在活塞杆轴线方向上设有与软管连通的液体流通下部通道。

上述地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头，所述活塞杆下端设有一组与缸体内壁动态紧密贴合的活塞杆密封环。

上述地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头，在所述钻杆接头与滑动体导向座相互贯通的圆柱体内腔中设有复位弹簧，所述复位弹簧套装在软管的外面，卡装在软管接头与活塞杆凸台之间。

本发明所述的地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头将滑动体导向座的中部设计为上端直径大、下端直径小的锥台结构，并在其外圆锥面上设置一组与滑动体组件匹配的滑台，当滑动体组件在液压缸组件中活塞杆带动下由下向上移动时，滑动体组件中滑动块内侧壁上燕尾型滑槽在滑动体导向座外圆锥面的燕尾型滑台上滑动，使由滑动块组成的滑动体上部外圆柱面直径增大，将膨胀管护壁撑开。由于本发明所述的地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头的滑动块沿滑动体导向座外圆锥面的燕尾型滑台滑动过程中，由滑动块组成的滑动体上部外圆柱面直径连续增大，因此使得膨胀管护壁膨胀后能与不同直径钻孔的孔壁匹配，提高了膨胀管护壁的通用性能，解决了复杂地层钻探打孔时难以找到与钻孔孔径匹配套管的问题，达到防止钻孔坍塌、缩径的目的，保证了钻孔终孔质量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明所述的地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头结构示意图；

图2是图1中A-A剖面结构示意图；

图3是图1中B-B剖面结构示意图；

图4是本发明所述的地质钻探波纹膨胀管护壁膨胀锥头中滑动体导向座结构示意图；

图5是图4中C-C剖面结构示意图；

图6是图4中D-D剖面结构示意图；