[实用新型]单筒取芯多功能钻头

说明书

本实用新型单筒取芯多功能钻头涉及钻井技术领域，适用于石油钻探或建筑工程钻探小井眼取芯作业。

目前石油钻探用的钻头主要由分开的钻头，扶正器和卡箍，卡箍座组成双筒取芯工具专用的钻头，这种钻头体积大，一般只适用于φ150mm以上的钻井取芯作业，这种工具存在着小井眼(φ105mm～φ108mm)钻井没有完善的取芯工具。

本实用新型的目的是：提供一种单筒取芯多功能钻头，在石油钻探或建筑工程钻探中使用小井眼钻井取芯工具，能够简化取芯工艺，进一步提高岩芯收获率，具有卡芯、割芯和扶正入筒的效果，有减少费用和降低劳动强度的目的。

本实用新型单筒取芯多功能钻头的构思(图1～2)是由扶正器钻头体(2)，卡箍(1)和钻齿(3)组成、其具体结构是扶正器(2)的上端有内螺纹，能够同岩芯筒、双母扶正器组合连接，进行硬或中硬地层钻井单筒、长筒取芯作业，扶正器的扶正棱可以采用直棱或螺旋棱构成。扶正器(2)上有循环槽，扶正器下端制成卡箍座和钻头体，在钻头体上经钻孔均布粘接人造聚晶金刚石钻齿(3)，或浸铜焊接硬质合金钻齿(3)，也可采用炭模烧结均布天然金刚石钻齿(3)。卡箍(1)从扶正器上端装入，它和钻头体卡箍座滑动配合连接在卡箍座上，卡箍(1)上开有弹性槽，钻头体顶和内·外圆周刨有多条循环槽构成单筒取芯多功能钻头。

本实用新型单筒取芯多功能钻头的工作过程是：将本钻头上端内螺纹连接在岩芯筒上，当开动钻机钻井取芯时，洗井液通过岩芯筒到内水槽再到外水槽循环洗井，此时钻头旋转，环形破碎地层形成岩芯，随着岩芯柱形成和增长，岩芯进入钻头体、卡箍继而进入扶正器和岩芯筒内。停止取芯前应钻进到恢复原悬重，保持循环洗井向上提起钻头，这时卡箍(1)在卡箍座上向下滑动卡紧岩芯；割芯可采用继续上提钻头拨断岩芯或采用岩芯卡紧后旋转扭断岩芯的办法进行。如需继续取芯，接单根后循环慢慢将钻头放至井底，然后启动转盘旋转钻进，由于新岩心柱形成并上顶原岩芯上行带动卡箍上行，从而放松岩芯，重复上述取芯过程。

本实用新型单筒取芯多功能钻头的效果与现有技术相比：由于单筒取芯多功能钻头把扶正器、卡箍座、钻头体设计为一体，卡箍直接装在钻头体内，钻头体上可采用多种钻齿材料制作它具有如下效果：

1、变多体为一体大大节省原材料的效果。

2、钻头、岩芯筒采用刚性多极扶正，确保钻头破碎地层工作平稳，取芯工具整体结构稳定性好，利于岩芯形成和顺利入筒的效果。

3、钻头体内采用卡箍结构，从而具有卡紧岩芯、割芯和接单根再次取芯的效果。

4、本单筒取芯多功能钻头由单筒构成，一般钻头外径为φ105—φ108mm就能够钻取岩芯直径为φ60mm以上，具有取芯工艺简单，取芯直径大，有利于提高岩芯收获率的特点。也有利于减轻劳动强度和减少不必要的工时费用的效果。

5、可进行深井小井眼硬地层取芯的效果。

6、本单筒取芯多功能钻头同多根岩芯筒及双母扶正器组合连接，可以进行硬、中硬地层单筒钻井取芯作业的效果。

图1是本实用新型单筒取芯多功能钻头的结构图：

图2是图1的俯视图。

本实用新型单筒取芯多功能钻头的实施例是：制作一个φ105mm的多功能钻头是采用外径为φ110mm的中碳钢棒或采用外径为φ105mm厚为22mm的中碳钢管车制加工：扶正器长120mm，扶正棱宽30mm可加工成直条棱或螺旋棱，刨、铣循环槽深度5mm，扶正器(2)上端内孔车52mm长的内螺纹，扶正器下端车φ90mm外径长40mm，两端45度倒角，其下端加工为外径φ105mm，长度50mm的钻头体，钻头体外侧刨深为5mm均布8条循环水槽，内循环水槽深7mm，长110～120mm，循环槽宽10mm，钻头体顶部循环槽深5mm宽10mm，端部内、外均为R5车圆角：钻头体内孔为φ62mm，从内孔25mm处车1∶5锥度的卡箍座，长度80mm，8块钻头体上采用φ4.2mm钻头钻孔，孔错位均布、内孔布齿至孔深15mm，外圆布齿面40mm高，孔深4mm，粘接三角人造聚晶金刚石齿270～280粒，形成固定的齿错位均布的环形钻头。卡箍(1)采用φ80mm的35CrMO钢车制成内直圆外圆为1∶5锥度长度为40mm的锥体形，内圆180度范围均布槽深4mm宽4mm的通槽12条，90度范围不开槽铣V形槽宽6～8mm，使卡箍断开，卡箍下端30度倒角，卡箍燃表面浸铜焊一层颗料碳化钨，然后热处理，使卡箍具有较好弹性，通过卡箍的弹性和V形槽闭合可将卡箍(1)从扶正器上端将卡箍(1)装入钻头体内的卡箍座锥面上，构成滑动配合连接组成单筒取芯多功能钻头。