智能化回缩式复合钻头的制作方法

文档序号:5303943阅读:405来源:国知局
智能化回缩式复合钻头的制作方法
【专利摘要】本发明属于钻井、开采领域,具体为智能化回缩式复合钻头。本发明目利用数字化技术、传感器技术,根据地质层的硬度,由程序控制大小钻头交替作业,从而提供的智能化回缩式复合钻头,其包括:大钻头、3至20个小钻头、3至20个回缩电磁铁、控制电机、检测传感器、微型处理器和线路板、3至20个小孔。本发明根据地质层硬度自动控制大钻头小钻头交替工作,克服了单一钻头施工中存在的不足,减小了大钻头的工作难度,提高了工作效益和钻头寿命,减少了下井次数,降低了金刚石原料的用量。
【专利说明】智能化回缩式复合钻头
【技术领域】
[0001]本发明属于钻井、开采领域,具体为智能化回缩式复合钻头。
【背景技术】
[0002]大型钻头常用于打井、开采、石油领域、开矿领域,如:矿用钻头打井钻头、高速钢钻头、凿岩钻头、锚杆钻头、地质钻头、开采石油钻头等等。
[0003]由于大钻头接触工作对象的面积大,当遇到坚硬层时,钻进速度慢、打滑、难以定位、钻头报废快、更换钻头频率大,从而在施工过程中,出现钻孔困难、工期长、增加成本、增加工人劳动量、效率低等现象。
[0004]为了解决以上存在的问题,人们一直在寻求一种新的技术方案,解决以上问题。
[0005]小钻头,头部接触工作对象的面积小,当遇到坚硬层时,比起大钻头较容易钻进,而且定位准确。
[0006]近年来,数字化技术的发展、传感器技术的发展,很多需要人工操作的工作,或者人工不方便作业的地方,都可以用电脑软件来控制传感器,再由传感器控制机械作业。

【发明内容】

[0007]本发明目的是针对现有技术的不足,利用数字化技术、传感器技术,由程序控制大小钻头交替作业,从而提供的智能化回缩式复合钻头。
[0008]本发明采用的技术方案
为了实现上述发明目的,本发明包括:大钻头、3至20个小钻头、3至20个回缩电磁铁、控制电机、检测传感器、微型处理器和线路板、3至20个小孔。
[0009]所述大钻头设置有3至20个小孔,小孔是小钻头的回缩通道,小钻头套在小孔中。
[0010]所述控制电机、检测传感器、微型处理器和线路板设置在大钻头的适合位置上。[0011〕 所述小钻头与所述大钻头的钻头方向相同。
[0012]所述检测传感器对钻头工作对象进行硬度检测,检测到的信息转变为电信号,输入微型处理器和线路板,当工作对象的硬度在一定的数值范围内,微型处理器和线路板控制大钻头通电工作,当工作对象的硬度超过一定的数值范围后,微型处理器和线路板控制小钻头通电工作。
[0013]本发明在钻头下井工作前,由操作人员确定大钻头和小钻头交替工作的数值,也就是确定工作对象硬度的数值,来控制什么状况下大钻头工作,什么状况下大钻头停止工作、小钻头开始工作。
[0014]本发明的有益效果。
[0015]1、大钻头小钻头根据工作对象的硬度,交替工作,克服了单一钻头施工中存在的不足。
[0016]2、减小了大钻头的工作难度,提高了大钻头的工作效益和寿命。
[0017]3、智能化控制:在没有遇到坚硬地质层时,只需大钻头工作,在遇到坚硬地质层时,大钻头小钻头才会自动反复交替工作。
[0018]3、减少了下井次数。
[0019]4、增加了施工速度,降低了施工成本。
[0020]5、同样参数的金刚石钻头,本发明可减少了金刚石原料的用量。
【专利附图】

【附图说明】
[0021]图I为本发明小钻头工作时的示意图;
图2为本发明大钻头工作时的示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实例对本发明做进一步描述。
[0023]如图I、图2所示,一种钻井用的智能化回缩式复合钻头,其包括:大钻头(1)、3个小钻头(2)、3个回缩电磁铁(3)、2. 2KW高速主轴电机(4)、热电式传感器(5)、微型处理器和线路板(6)、3个小孔(7)。
[0024]大钻头(I)设置有3个小孔(7),小孔(7)是小钻头(2)的回缩通道,小钻头(2)套在小孔(7)中。
[0025]大钻头中心为中空状态。
[0026]3个小孔(7)和3个小钻头(2)以正三角排列。
[0027]2. 2KW高速主轴电机(4)、微型处理器和线路板(6)设置在大钻头(I)的中心中空位置。
[0028]所述热电式传感器(5),设置在大钻头(I)体内,以便准确测试大钻头(I)作业时的温度。
[0029]所述3个小钻头与所述大钻头的钻头方向相同。
[0030]大钻头在钻坚硬地质层时,温度升高数值较大,在钻较软地质层时,温度升高数值较小,所以热电式传感器(5)可以获得大钻头工作时的温度,从而获得工作对象的硬度信息数据,检测到的信息转变为电信号,输入微型处理器和线路板(6)检验、分析、处理,处理器接收数据并且根据一个逻辑电路执行。
[0031]当工作对象的硬度在一定的数值范围内,微型处理器和线路板(6)控制大钻头通电工作,此时3个小钻头缩进在大钻头的内部,静止不动。
[0032]当工作对象的硬度超过一定的数值范围后,微型处理器和线路板(6)控制小钻头通电工作,大钻头停止工作,静止不动,3个小钻头从大钻头的3个小孔中伸出,开始工作。
[0033]当小钻头完全钻进岩石中后,停止工作,回缩进大钻头腹中,微型处理器和线路板(6)控制大钻头通电开始工作,这时因为岩石层有了三个小洞,所以比较容易破碎。
[0034]本发明在钻头下井工作前,由操作人员确定大钻头和小钻头交替工作的数值,也就是确定工作对象硬度的数值,来控制什么状况下大钻头工作,什么状况下大钻头停止工作、小钻头开始工作。
[0035]在没有遇到坚硬地质层时,只需大钻头工作。在遇到坚硬地质层时,大钻头小钻头才会反复交替工作。
【权利要求】
1.智能化回缩式复合钻头,其特征在于,其包括:大钻头、3至20个小钻头、3至20个回缩电磁铁、控制电机、检测传感器、微型处理器和线路板、3至20个小孔。
2.根据权利要求I所述智能化回缩式复合钻头,其特征在于,大钻头设置有3至20个小孔,小孔是小钻头的回缩通道,小钻头套在小孔中。
3.根据权利要求I所述智能化回缩式复合钻头,其特征在于,所述小钻头与所述大钻头的钻头方向相同。
4.根据权利要求I所述智能化回缩式复合钻头,其特征在于,所述检测传感器对钻头工作对象进行硬度检测,检测到的信息转变为电信号,输入微型处理器和线路板,当工作对象的硬度在一定的数值范围内,微型处理器和线路板控制大钻头通电工作,当工作对象的硬度超过一定的数值范围后,微型处理器和线路板控制小钻头通电工作。
5.根据权利要求I所述智能化回缩式复合钻头,其特征在于,本发明在钻头下井工作前,由操作人员确定大钻头和小钻头交替工作的数值,也就是确定工作对象硬度的数值,来控制什么状况下大钻头工作,什么状况下大钻头停止工作、小钻头开始工作。
【文档编号】E21B10/62GK103835660SQ201410072388
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】郑国荣, 周海涛, 杨京广 申请人:郑州神利达钻采设备有限公司
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