[发明专利]一种多功能致密岩地质勘探钻头及其工作方法

说明书

一种多功能致密岩地质勘探钻头，包括掘进部、破碎部和切削部，掘进部、破碎部和切削部由上至下依次连接，掘进部的顶部设置有高压进水管连接头和排污管连接头，掘进部内设置有高压供水环腔和排污通道，破碎部内设置有冲刷环腔，冲刷环腔内部设有破碎通道，高压供水环腔与冲刷环腔连通，切削部上开设有若干个高压喷水通道，各个高压喷水通道的上端口与冲刷环腔连通，切削部的底部转动设置有若干个切削轮，切削部的底部安装有若干根高压喷管，掘进部的外圆周和破碎部的外圆周上均设置有若干个支撑机构。本发明能够在钻井中实现蠕动前进钻孔，还能进行曲线钻孔，在借助切削轮切割破碎致密岩的同时使用高压水对致密岩进行冲击，还能够进行取样操作。

技术领域

本发明涉及致密岩钻探机械设备领域，具体的说，涉及一种多功能致密岩地质勘探钻头及其工作方法。

背景技术

致密岩油气是非常规油气资源的一种，在全球广泛分布，在中国分布也十分广泛，具有广阔的开发潜力，但目前我国对其的勘探程度还比较低，主要原因之一是地质复杂增加了探勘开发的难度。地质勘探取样是获取地下致密岩地质情况的有效手段，目前地质勘探取样主要通过钻杆连接普通钻头，通过井口施加动力，通过钻杆传递到钻头，使钻头切削和冲击地层完成，当井为超深井而地质又较为复杂，完全靠井口施加动力，可能造成钻杆过量扭转变形，甚至直接扭转，因此提供一种可自供切削和冲击动力的多功能钻头对于提高钻井勘探取样的安全性就具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能致密岩地质勘探钻头及其工作方法，本发明能够在钻井中实现蠕动前进钻孔，还能进行曲线钻孔，在借助切削轮切割破碎致密岩的同时使用高压水对致密岩进行冲击，还能够进行取样操作。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多功能致密岩地质勘探钻头，包括掘进部、破碎部和切削部，掘进部、破碎部和切削部由上至下依次连接，掘进部的顶部设置有高压进水管连接头和排污管连接头，掘进部的底部与破碎部的顶部活动连接，切削部的顶部与破碎部的底部转动连接，掘进部内设置有高压供水环腔和排污通道，高压进水管连接头的下端与高压供水环腔连通，排污管连接头的下端与排污通道连通，破碎部内设置有冲刷环腔，冲刷环腔内部设有与排污通道对接的破碎通道，高压供水环腔通过若干根高压软管与冲刷环腔连通，切削部设置有上下通透且与破碎通道对接的切削通道，切削部上开设有若干个上下通透的高压喷水通道，各个高压喷水通道的上端口与冲刷环腔连通，切削部内设置有与各个高压喷水通道的下端口对接的高压喷水环腔，切削部的底部转动设置有若干个圆周阵列的切削轮，切削部的底部安装有若干根与高压喷水环腔对接的高压喷管，各个高压喷管的喷口分别朝向各个切削轮设置，掘进部的外圆周和破碎部的外圆周上均沿周向圆周阵列设置有若干个与井壁紧压接触的支撑机构。

掘进部包括掘进筒体，掘进筒体的顶部和底部均敞口，掘进筒体的顶部固定连接有上法兰端盖，掘进筒体的底部固定连接有下法兰端盖，上法兰端盖和下法兰端盖的中部均开设有上下通透的排污孔，上法兰端盖和下法兰端盖之间固定连接有排污管道，排污管道内形成所述的排污通道，排污管道上端口和下端口分别对应与上侧排污孔和下侧排污孔对接，排污管连接头的下端固定连接在上法兰端盖的中部并与上侧排污孔对接，排污管道的外圆与掘进筒体的内圆之间形成所述的高压供水环腔，高压进水管连接头设置有四个，四个高压进水管连接头圆周阵列设置在排污管连接头的四周，四个高压进水管连接头的下端固定安装在上法兰端盖上并与高压供水环腔连通，下法兰端盖的中部固定连接有波纹管，波纹管的上端口与下侧排污孔对接，高压软管设置有四根，四根高压软管圆周阵列设置在波纹管的四周，四根高压软管的上端固定安装在下法兰端盖上并与高压供水环腔连通，下法兰端盖的外边缘上固定安装有四个圆周阵列设置的第一液压油缸，第一液压油缸竖向设置，第一液压油缸的活塞杆向下伸出缸体，第一液压油缸的缸体顶部铰接在下法兰端盖上。