一种扫塞钻头的制作方法

本实用新型属于钻探技术领域，具体涉及一种扫塞钻头。

背景技术：

扫塞钻头，即扫孔钻头，是指在地质钻探时，用于清除钻孔内淤塞物或者修整钻孔孔壁的工具，通过扫孔钻头对钻孔的作用，能够为钻进工具的稳定工作提供保障。

地质钻探一般是按照注浆步骤-扫塞步骤-钻进步骤-注浆步骤交替进行的方式进行施工。注浆步骤会使钻孔内堆积大量的水泥，水泥随着时间的变化，其密实程度和硬度会变的不一样，容易造成扫塞钻头清扫钻孔时偏离清扫航向。目前，一般是将pdc扫塞钻头、定向仪器和螺杆一同进行工作，其中定向仪器能够起到导向的作用。但是，由于钻孔内水泥软硬度不均，即使采用了定向仪器，扫塞钻头依然容易偏离清扫航向。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种扫塞钻头，其能够解决目前由于钻孔内水泥软硬度不均，扫塞钻头容易偏离清扫航向的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种扫塞钻头，其包括：钻头本体和第一切削齿，所述钻头本体包括沿钻进方向依次布置的安装尾部、圆台形的中间保径部和圆锥形的研磨部，所述研磨部的钻进端固定布置有若干所述第一切削齿。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型圆锥形的研磨部能够直接对钻孔内水泥淤塞物进行作用，在钻进过程中，研磨部的圆弧形表面受到障碍物影响较小，使得钻进方向更易控制，实现了钻进轨迹更准确的目标，提高了扫塞效率；

(2)本实用新型第一切削齿能够保证扫塞钻头的钻进能力，提高了钻孔质量；

(3)本实用新型扫塞钻头不需要采用定向仪器和螺杆，节约成本，经济效益较好。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述研磨部表面上还间隔设有若干出露高度为2-5mm的第一刀翼，所述第一刀翼沿所述研磨部钻进的方向延伸，所述第一刀翼的钻进端外表面上镶嵌有所述第一切削齿。更进一步，所述第一刀翼的出露高度为3-4mm。

采用上述进一步方案的有益效果是：第一刀翼用于切削切削研磨部外侧的研磨水泥淤塞物中的胶结物，提高了研磨部的扫塞效率；第一刀翼的出露高度限定为2-5mm，能够提高研磨部的研磨能力，同时防止第一刀翼受到障碍物的过多影响，提高了研磨部扫塞稳定性。

进一步，所述研磨部断面的最大直径为d1，所述中间保径部断面的最大直径为d2，所述d1和d2分别满足关系：80mm≥d1≥50mm，152.4mm≥d1≥120mm。

采用上述进一步方案的有益效果是：研磨部断面最大直径在80mm至50mm，能够有效匹配待钻水泥淤塞物的软质层，从而减少硬质水泥的影响，提高了扫塞效果；保径部断面的最大直径在152.4mm至120mm，能够有效匹配井径，为后续钻进步骤提供保障。

进一步，所述第一切削齿数量为5-6个。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过限定第一切削齿的数量能够兼顾切削效果和经济成本。

进一步，在所述中间保径部的表面上还间隔设有若干出露高度为2-5mm的第二刀翼，所述第二刀翼沿钻进方向延伸，所述第二刀翼的钻进端外表面上镶嵌有第二切削齿。

采用上述进一步方案的有益效果是：第二刀翼用于切削中间保径部外侧的研磨水泥淤塞物中的胶结物，提高了中间保径部的保径效果；第二刀翼的出露高度限定为2-5mm，能够提高中间保径部的保径能力，同时防止第二刀翼受到障碍物的过多影响，有助于提高了扫塞稳定性。

进一步，所述钻头本体为中空结构，其中空结构内布置有若干钻井液通道；在所述研磨部的钻进端还开设有若干贯穿所述研磨部的注液孔，所述注液孔与所述钻井液通道一一对应且连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过钻井液通道和注液孔，能够在扫塞过程中注入钻井液，钻井液能够起到冷却扫塞钻头和清洗钻孔的作用，有助于扫塞的顺利进行。

进一步，在所述注液孔内侧还设有卡槽和水眼，所述水眼和卡槽可拆卸更换。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过卡槽能够方便的安装和拆卸水眼，水眼能够增加注入液的冲击力，有助于提高清洗效果。

可以理解的是，上述水眼是指一种内径可调的注液控制件，水眼通过调整内径能够调节水力参数，从而对钻井液的注入情况进行控制。

进一步，所述扫塞钻头还包括用于连接动力源的连接件，所述连接件的一端与所述安装尾部固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过连接件能够方便扫塞钻头与动力源连接，结构简单，安装快捷。

进一步，所述第一切削齿采用火金刚石胎体或者pdc烧结体材料制备而成。

附图说明

图1为本实用新型扫塞钻头的主视示意图；

图2为本实用新型扫塞钻头沿a-a方向的剖面示意图；

图3为本实用新型扫塞钻头的左视示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

2、钻头本体；4、安装尾部；6、中间保径部；8、研磨部；10、第一切削齿；12、第一刀翼；14、第二切削齿；16、第二刀翼；18、钻井液通道；20、注液孔；22、卡槽；24、连接件；32、水眼。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

下面是结合附图1-3对本实用新型进一步说明：

方式一

本方式提供一种扫塞钻头，结合图1至图3，其包括：钻头本体2和第一切削齿10，所述钻头本体2包括沿钻进方向依次布置的安装尾部4、圆台形的中间保径部6和圆锥形的研磨部8，所述研磨部8的钻进端固定布置有若干所述第一切削齿10。

本方式能够解决目前由于钻孔内水泥软硬度不均，扫塞钻头容易偏离清扫航向的技术问题。

本方式圆锥形的研磨部8能够直接对钻孔内水泥淤塞物进行作用，在钻进过程中，研磨部8的圆弧形表面受到障碍物影响较小，使得钻进方向更易控制，实现了钻进轨迹更准确的目标，提高了扫塞效率；第一切削齿10能够保证扫塞钻头的钻进能力，提高了钻孔质量；扫塞钻头不需要采用定向仪器和螺杆，节约成本，经济效益较好。

为了提高研磨部8扫塞效果，所述研磨部8表面上还间隔设有若干出露高度为2-5mm的第一刀翼12，所述第一刀翼12沿所述研磨部8钻进的方向延伸，所述第一刀翼12的钻进端外表面上镶嵌有所述第一切削齿10。

这样，第一刀翼12用于切削切削研磨部8外侧的研磨水泥淤塞物中的胶结物，提高了研磨部8的扫塞效率；第一刀翼12的出露高度限定为2-5mm，能够提高研磨部8的研磨能力，同时防止第一刀翼12受到障碍物的过多影响，提高了研磨部8扫塞稳定性。

为了满足钻孔的要求，所述研磨部8断面的最大直径为d1，所述中间保径部6断面的最大直径为d2，所述d1和d2分别满足关系：80mm≥d1≥50mm，152.4mm≥d1≥120mm。

这样，研磨部8断面最大直径在80mm至50mm，能够有效匹配待钻水泥淤塞物的软质层，从而减少硬质水泥的影响，提高了扫塞效果；保径部断面的最大直径在152.4mm至120mm，能够有效匹配井径，为后续钻进步骤提供保障。

可以理解的是，所述第一切削齿10数量为5-6个。通过限定第一切削齿10的数量能够兼顾切削效果和经济成本。所述第一刀翼12数量也可为5-6个，所述第一切削齿10与所述第一刀翼12数量一一对应。

为了提高中间保径部6保径效果，在所述中间保径部6的表面上还间隔设有若干出露高度为2-5mm的第二刀翼16，所述第二刀翼16沿钻进方向延伸，所述第二刀翼16的钻进端外表面上镶嵌有第二切削齿14。

这样，第二刀翼16用于切削中间保径部6外侧的研磨水泥淤塞物中的胶结物，提高了中间保径部6的保径效果；第二刀翼16的出露高度限定为2-5mm，能够提高中间保径部6的保径能力，同时防止第二刀翼16受到障碍物的过多影响，有助于提高了扫塞稳定性。

其中，所述第一切削齿10采用火金刚石胎体或者pdc烧结体材料制备而成。同理，第二切削齿14也可采用火金刚石胎体或者pdc烧结体材料制备而成。具体的，本方式第一切削和第二切削齿14均采用火金刚石胎体。另外，为保证强度，第一刀翼12和第二刀翼16均采用合金材料制成。

需要注意的是，本方式扫塞钻头的形式是多种多样的，下面我们提供几种可选的形式。

方式二

本方式与方式一的区别在于，结合图1至图3，所述钻头本体2为中空结构，其中空结构内布置有若干钻井液通道18；在所述研磨部8的钻进端还开设有若干贯穿所述研磨部8的注液孔20，所述注液孔20与所述钻井液通道18一一对应且连通。

这样，通过钻井液通道18和注液孔20，能够在扫塞过程中注入钻井液，钻井液能够起到冷却扫塞钻头和清洗钻孔的作用，有助于扫塞的顺利进行。

为了提高清洗效果，在所述注液孔20内侧还设有卡槽22和水眼32，所述水眼32和卡槽22可拆卸连接。

这样，通过卡槽22能够方便的安装和拆卸水眼32，水眼32能够增加注入液的冲击力，有助于提高清洗效果。

其中，为了确保节约钻井液，所述钻井液通道18的数量可选为8-10个，所述注液孔20的孔径可选为10-12mm。

方式三

本方式与方式一的区别在于，结合图1至图3，所述扫塞钻头还包括用于连接动力源的连接件24，所述连接件24的一端与所述安装尾部4固定连接。具体的，上述连接件24可以为公扣连接件24，也可以为螺纹连接件24。

通过连接件24能够方便扫塞钻头与动力源连接，结构简单，安装快捷。

工作原理及步骤：

注浆步骤会使钻孔内堆积大量的水泥淤塞物，而随着时间的变化，水泥淤塞物整体会呈现中间部分较为疏松、质地较软，周围部分较为密实、质地较硬的状态。将本方式的钻头本体2通过连接件24与动力源连接完成后，圆锥形的研磨部8直接对准上述水泥淤塞物的中间部分进行作用，圆锥形的研磨部8能够沿中间部分的延伸轨迹逐步钻进，即使没有定向仪器和螺杆也能够较为准确地实现定向扫塞，方便实用，效率较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。