[发明专利]一种能够免拆卸钻杆的快换钻头

说明书

一种能够免拆卸钻杆的快换钻头，包括钻套、滑座、滑套、扩孔刀片、连杆、压簧和推拉件，其中，滑座、滑套、扩孔刀片和连杆构成了能够使扩孔刀片转动的曲柄滑块机构；在送入快换钻头时，在高压流质的作用下，活塞体的一端推动曲柄滑块机构向前移动，使滑套的外翻边抵压在钻套的内翻边上；此时，滑座向前滑移并与磁铁产生磁吸，扩孔刀片向外张开；在取出快换钻头时，活塞体的另一端与曲柄滑块机构卡接，并在拉绳的拉动下，使扩孔刀片向内收合。由于曲柄滑块机构在推拉件的作用下能够实现扩孔刀片的自动开合，因此能够快速实现快换钻头的更换。由于不需要逐节拆卸和安装钻杆，因此本发明避免了无效的施工量，并大幅提高了钻探的施工进度。

技术领域

本发明涉及钻探领域，尤其是涉及一种能够免拆卸钻杆的快换钻头。

背景技术

无论工程钻探，还是石油勘探，都要用到钻杆和钻头。在对岩石进行钻孔后，还需要使用快换钻头对岩石进行扩孔。由于钻洞很深，快换钻头的齿牙会磨损、甚至会崩齿，因此需要对快换钻头或快换钻头上的齿牙进行更换。

目前存在的问题是，由于钻杆不可能整体拉出和送入，因此在更换快换钻头前，需要通过钻机将钻杆从钻洞内逐节拆卸后取出。只有将所有的钻杆拆卸取出后，才能将快换钻头从钻洞内取出。更换快换钻头后，还要进行反向操作才能将更换后的快换钻头重新送入钻洞的头端。钻洞越深，更换快换钻头的过程就越漫长。显然，目前更换快换钻头的方式严重地拖延了钻探施工的进度，还大幅增加了无效的施工量。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种能够免拆卸钻杆的快换钻头，其目的在于：在不拆卸钻杆的前提下，实现快换钻头的快速更换。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种能够免拆卸钻杆的快换钻头，螺接在钻杆的头端，包括：

钻套，其头部设有内翻边，其尾部设有用于螺接钻杆的螺纹，其内设有内花键；在内翻边的内端面上固定有磁铁；

滑座，具有同轴设置的内花键、外花键；其外花键能够与钻套的内花键滑动配合连接；

滑套，其头部沿周向设有多个轴向开槽，其中间部位设有外翻边，其尾部设有外花键；该外花键与滑座的内花键滑动配合连接；

扩孔刀片，通过转轴铰接在轴向开槽内；

连杆，铰接在扩孔刀片与滑座之间；连杆与扩孔刀片、滑座和滑套构成能够使扩孔刀片绕转轴转动的曲柄滑块机构；

压簧，设置在滑座与滑套之间，用于推动曲柄滑块机构，使扩孔刀片向内收合；

推拉件，具有活塞体和拉绳，活塞体能够从钻杆内孔的尾端移动到钻套内；

在送入快换钻头时，在高压流质的作用下，活塞体的一端推动曲柄滑块机构向前移动，使滑套的外翻边抵压在钻套的内翻边上；此时，滑座向前滑移，并与磁铁产生磁吸，磁吸力大于压簧的弹力，扩孔刀片向外张开；在取出快换钻头时，活塞体的另一端与曲柄滑块机构卡接，并在拉绳的拉动下，使扩孔刀片向内收合。

在本技术方案中，推拉件能够在高压水或高压空气的驱动下，将曲柄滑块机构推送到钻套内，使扩孔刀片向外张开，并抵压在钻套的前端面上。钻套、滑座和滑套通过内外花键连接，能够将钻杆的扭矩传递到扩孔刀片上。由于扩孔刀片在钻进时产生的轴向抗力被钻套的前端面抵消，而且扩孔刀片的芯部基本不受钻进抗力，因此扩孔刀片不会在钻进的过程中向内收合。这样能够保证快换钻头的正常钻进。

由于曲柄滑块机构在推拉件的作用下能够实现扩孔刀片的开合，因此在钻探过程中能够随时取下磨损的快换钻头，然后将新快换钻头重新安装在钻套内，实现快换钻头的快速更换。由于不需要逐节拆卸和安装钻杆，因此能够大幅提高钻探的施工进度。

进一步地改进技术方案，滑座为具有端板的套体，内花键、外花键设在套体上；在端板上固定有芯轴，芯轴与内花键、外花键同轴设置；芯轴的头部位于滑套内，且与连杆铰接；芯轴的尾部位于端板的外侧，在芯轴的尾部设有环槽和锥面。