[发明专利]球阀式防塞三翼钻

说明书

本发明公开了球阀式防塞三翼钻，包括钻头接手和三片钻头翼片；钻头接手呈空心管状结构；钻头翼片与钻头接手连接的部位呈“L”形，包括一个与钻头接手外侧壁连接的连接面，以及一个遮挡住钻头接手相应一端端部开口的遮挡面；钻头接手连接钻头翼片的连接端的内孔呈阶梯结构，靠近连接端端部的内孔的孔径大于靠近钻头接手中部位置的出水孔的孔径；钻头接手靠近连接端端部的内孔中设有浮球；浮球的直径大于出水孔的孔径和多个遮挡面与连接端开口处形成的最大空隙，小于靠近连接端端部的内孔的孔径。本发明的应用能够有效的防止钻头在砂层，特别是中粗砂中钻进时，出现堵塞钻杆的情况，防止影响钻进效率。

技术领域

本发明涉及岩土工程勘察技术领域，特别涉及球阀式防塞三翼钻。

背景技术

三翼钻适宜于除基岩之外的粘性土、粉性土以及砂土层中的钻探，在岩土工程勘察中应用较为广泛，具有清孔干净、取样或原位测试方便、钻进效率高等特点，特别适应滨海平原或冲积平原地貌区勘察钻探。

但是，在砂层，特别是中粗砂层区域勘察钻探实践过程中，常会出现下钻时悬浮在泥浆中砂粒(特别是中粗砂粒)通过三翼钻中心的母接手下端进入钻杆堵塞泥浆循环通道，致使下钻至孔底准备钻进的钻具不得不起钻，并逐根拆卸，寻找堵塞的钻杆，并通过敲击震动使其通畅后再逐根连接下钻，费时费力，且易造成泥浆泵憋泵损坏，需重新修理。

随着时代的发展，工程建设规模越来越大，基础埋深越来越深，荷载越来越大，需要的钻孔深度也越来越深，当孔深较深，砂层埋藏较深(60m以上)且厚度较大时，上下拆卸一次钻杆需要数十分钟甚至更长，增大了孔壁坍塌和埋钻的风险，无形中大大增加了勘察成本，严重的影响了工期。

在现有技术中，已经开始针对上述技术问题做出改进，具体有以下几种三翼钻头或可开闭式钻头的技术文献公开：

公开号为CN208220639U的已授权实用新型专利公开了一种水文钻探三叶钻头，该发明包括钻头、钻杆，钻杆的中部设置有定型盘，钻杆的下端圆周向均匀地设置有3个钻头片，定型盘与钻头片之间设置有辅助片。主要用以水文钻探中厚层粘土层钻进成孔使用。

公开号为CN106703703A的中国发明专利申请中公开了一种可开闭式钻头，包括空心钻头体以及与该空心钻头体铰接的中心活动翼片，空心钻头体设有三个及以上的刀翼，刀翼上设有切削齿，中心活动翼片设有切削齿且通过弹簧定位销定位于空心钻头体，中心活动翼片的一端通过铰接结构连接在空心钻头体凹槽内，另一端设有一定位槽，凹槽为半开放式凹槽结构，铰接结构处于凹槽开放的一端；用以解决钻杆内下筛管钻孔施工时，当钻遇岩石较硬时钻头体受力较大容易发生变形导致钻头中心翼片无法正常打开的技术问题。

公开号为CN103132917A的中国发明专利申请中公开了一种带可开闭式底部挡板的螺旋钻头，包括带有螺旋式叶片的钻头杆体、设于钻头底部的定心套和刀齿；还包括筒形侧挡板和设于筒形侧挡板底部的水平挡板；筒形侧挡板其固定设于钻头杆体底部，水平挡板至少有两层，均设有开口，水平挡板通过相对旋转实现开口的开启或关闭。用以避免钻头旋出时泥土落回孔内及缩孔的问题。

然而以上三种公开技术在实际应用中均存在一些缺陷，具体如下：

公开号为CN208220639U的已授权实用新型专利公开的技术仅适用于浅部厚层粘土层中水文钻探，无法解决钻进时砂粒堵塞钻杆的问题。

公开号为CN106703703A的中国发明专利申请中公开的技术适用于松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工进行钻杆中心下筛管，但是无法适用于深层砂土层钻探。

公开号为CN103132917A的中国发明专利申请中公开的技术适用于软土、淤泥、沙地等疏松地层，在螺旋钻进时能够防止附着在钻头上的沙石回落及避免缩孔，但是无法解决钻进时砂粒堵塞钻杆的问题。

因此，如何使钻头在砂层，特别是中粗砂中钻进时，防止堵塞钻杆成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容