[发明专利]一种打捞钻头的方法及用于打捞钻头的装置

权利要求书

1.一种打捞钻头的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：当钻头出现脱落情况时，保持孔内泥浆循环，将钻杆底端与脱落的钻头相接触，根据实际下探进尺与钻头脱落时的进尺，判断脱落的钻头是否处于竖直方向，若钻头未处于竖直方向，转入S2；

S2：通过钻杆探测多个钻头边缘点的坐标，确定钻头的倾斜角度和中心孔坐标，转到S3；

S3：先根据钻头的倾斜角度，将钻头打捞器倾斜安装在钻机的钻杆下部后，再根据钻头的中心孔坐标，将钻头打捞器插入钻头的中心孔内，使钻头打捞器的倒齿结构与钻头中心孔的内螺纹卡接，最后通过钻机提升钻杆，将脱落的钻头从孔底取出；

S2中确定钻头的倾斜角度的具体流程为：

先利用钻机将钻杆下探，探测钻头边缘任意三个点的坐标分别为a(x₁,y₁,z₁)、b(x₂,y₂,z₂)和c(x₃,y₃,z₃)，该三点形成的平面即为钻头的倾斜面；

再根据齐次线性方程确定倾斜面的法向量(n₁,n₂,n₃)，即：

最后，根据钻头的倾斜角度等于倾斜面与水平面的夹角，则钻头的倾斜角为：

上述方法中打捞钻头的装置包括钻头打捞器(8)和半柔性连接装置，钻头打捞器(8)下部为锥形，钻头打捞器(8)中部为圆柱体，且圆柱体的直径小于钻头中心孔的内径，钻头打捞器(8)中部设置有凸出的倒齿结构(7)，倒齿结构(7)包括多个均向上倾斜的尖刺部，半柔性连接装置一端与钻头打捞器(8)可拆卸连接，半柔性连接装置另一端用于与钻机的钻杆(1)可拆卸连接，将钻头打捞器(8)倾斜安装在钻杆下部。

2.如权利要求1所述的一种打捞钻头的方法，其特征在于，S2中确定钻头的中心孔坐标的具体流程为：

先利用钻机将钻杆下探，探测钻头边缘任意五个点的坐标分别为a(x₁，y₁，z₁)、b(x₂，y₂，z₂)、c(x₃，y₃，z₃)、d(x₄，y₄，z₄)和e(x₅，y₅，z₅)；

再根据钻头的倾斜面在水平面的投影为椭圆，通过非齐次线性方程确定该椭圆的一般方程：Ax²+Bxy+Cy²+Dx+Ey+1＝0，即：得出确定A、B、C、D和E的数值；

最后，根据椭圆的中心平面坐标，计算钻头的中心孔平面坐标O(x₀，y₀)，即：x₀＝(2CD-BE)/(B²-4AC)，y₀＝(2AE-BD)/(B²-4AC)，计算钻头中心孔在竖直方向的坐标z₀，即：进而确定钻头的中心孔坐标(x₀，y₀，z₀)。

3.如权利要求1所述的一种打捞钻头的方法，其特征在于，S1中判断脱落的钻头是否处于竖直方向的具体流程为：在原施工的桩基孔中心位置，利用钻机将钻杆下探，当下探的钻杆底端与脱落的钻头相接触时，若钻杆的实际下探进尺大于钻头脱落时的进尺，则判定脱落的钻头未处于竖直方向，若钻杆的实际下探进尺等于钻头脱落时的进尺，则判定脱落的钻头处于竖直方向。

4.如权利要求1所述的一种打捞钻头的方法，其特征在于，S1还包括以下步骤：若钻头处于竖直方向，先将钻头打捞器通过法兰盘与钻机的钻杆刚性连接，再利用钻机将钻杆下探，将钻头打捞器直接插入脱落的钻头的中心孔内，使钻头打捞器的倒齿结构与中心孔的内螺纹卡接，最后通过钻机提升钻杆，将脱落的钻头从孔底取出。

5.如权利要求1所述的一种打捞钻头的方法，其特征在于，S2中倾斜安装的钻头打捞器底端至钻杆中心线的垂直距离，等于钻头中心孔至桩基孔中心线的垂直距离。