一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及排岩装置，具体涉及一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石
目.0
【背景技术】
[0002]目前，钻探行业岩芯钻探用金刚石钻头的唇型主要有:平底型、圆弧型、阶梯型、尖齿型、交叉齿型等。各种钻头唇型均有其一定的适用范围。在钻进过程中，钻头唇齿结构受到地下岩石机械摩擦作用而逐渐受损，无论钻头是平底型、阶梯型、梯齿行以及其他唇齿形状，由于长期的磨损作用最终都将呈现圆弧形状。
[0003]目前钻探行业岩芯钻头使用中存在如下缺点:
[0004](I)钻头适应性差。同一唇齿型钻头难以适应各种不同性质的岩石，给钻头制造商带来生产困难。
[0005](2)钻头在钻进过程中振动大，防斜性能差，已发生卡钻、甚至钻头断裂等钻孔事故，严重影响钻探质量。
[0006](3)钻进过程中钻头唇齿面易产生阶梯状、沟槽状磨损，影响钻头寿命并浪费金刚石工作层。
[0007](4)无论采用调整胎体硬度(便于金刚石出刀刃)，还是采用交叉齿、尖齿等唇形(减少钻头唇面面积)，均不同程度影响钻头寿命，更无法解决钻速和钻头寿命间的矛盾。
[0008](5)排肩导槽、导肩管设计不合理，造成岩石粉末淤积在钻头部位。
[0009](6)常规钻头如平底型、圆弧型、阶梯型、尖齿杂地层中钻进时，对岩层适应域狭窄，其钻探性能往往难以适应各种岩层性状，影响着钻头使用效率和施工进度。
[0010]为实现金刚石钻进的高钻速、高钻头寿命、岩石粉末易排除、且适应性强，本实用新型专利提供一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，解决了上述钻头使用中的缺陷。
【实用新型内容】
[0011]针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，导肩效果好，钻头耐用，不卡钻，提高了钻井效率。
[0012]为了解决上述问题，本实用新型采取的技术方案为:
[0013]一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，包括由连接环连接的空心金刚石钻头和空心钻杆，所述空心金刚石钻头的内孔径等于或小于空心钻杆的内孔径，所述空心金刚石钻头上表面设有三片刀刃和第一金刚石层，所述刀刃表面上设有第二金刚石层，所述空心金刚石钻头四周设有至少一个排肩导槽，所述三片刀刃成“品”字型排列，所述排肩导槽向空心金刚石钻头内倾斜，所述空心钻杆中间处设有至少一个排肩开槽。
[0014]作为优选的是，所述排肩导槽的个数为偶数，且成对称排列。
[0015]作为优选的是，所述排肩导槽向空心金刚石钻头内倾斜5-15°。
[0016]作为优选的是，所述刀刃厚度为0.5-1.0mm，刀口为20-30°倒角，光洁度4_7级。
[0017]作为优选的是，所述空心钻杆的空心壁厚为3_4cm，光洁度4_7级。
[0018]作为优选的是，所述排肩开槽长度为1.5倍空心金刚石钻头的内孔径，排肩开槽距空心钻杆尾端的长度为5/4倍空心金刚石钻头内孔径。
[0019]作为优选的是，所述排肩开槽的个数为3个。
[0020]作为优选的是，所述第一金刚石层的金刚石粒径比第二金刚石层小10-20%。
[0021]本实用新型装置的工作原理:将一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置的钻杆尾端装配于钻头器具的夹头中，并固定锁紧:启动钻井电机，带动夹头中的一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置旋转，压向地下岩层，自动或手动给进推进重量，并不断重复上述过程，实现勘探钻孔和自动排岩工作。
[0022]有益效果
[0023]本实用新型装置通过将刀刃采取品字型排列增加了环状断面内的破岩金刚石数目和端面金刚石的破岩量，提高单位时间内的钻头破岩能力，减少了钻头的磨损，有利于钻头工作唇面的冷却，提高钻孔质量，减少了钻孔事故的发生，另外，钻头不同部位采用了不同粒度和强度的金刚石，降低钻头金刚石成本。实践证明，本实用新型装置无论是完整岩层还是破碎岩层，中硬岩层还是坚硬岩层均具有良好的工作特性，且不因工作唇面面积的增大而增大太多的钻进压力。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置的结构示意图，其中，1、空心金刚石钻头，2、刀刃，3、第一金刚石层，4、排肩导槽，5、连接环，6、空心钻杆，7、排肩开槽，8、第二金刚石层。
[0025]图2为本实用新型品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置的俯视图。
【具体实施方式】
[0026]下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。
[0027]实施例1
[0028]一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，包括由连接环5连接的空心金刚石钻头I和空心钻杆6，所述空心金刚石钻头I的内孔径等于空心钻杆6的内孔径，即两者端口相对再通过连接环连成一体，所述空心金刚石钻头I上表面设有三片刀刃2和第一金刚石层3，所述刀刃2表面上设有第二金刚石层8，所述空心金刚石钻头I四周设有至少一个排肩导槽4，所述三片刀刃2成品字型排列，所述排肩导槽4轴线向空心金刚石钻头I内倾斜，所述空心钻杆6中间处设有至少一个排肩开槽7。
[0029]将本实用新型的品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，装入钻井平台设备中，夹具固定夹头，将实用新型装置深入探井固定后，启动钻井电机将钻杆转数控制在300-500转/分。其效果:80个工作日产钻井深度9900米，经过对该钻井质量进行检验，本实用新型设备能够适应各种不同性质的岩石，钻头在钻进过程中振动小，不易发生卡钻、钻头断裂等钻孔事故，钻头唇齿面磨损均匀，钻头寿命增加2-4倍，排岩石粉末效果良好，没有造成岩石粉末淤积等现象。
[0030]实施例2
[0031]一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，包括由连接环5连接的空心金刚石钻头I和空心钻杆6，所述空心金刚石钻头I的内孔径小于空心钻杆7的内孔径，即将空心金刚石钻头I插在空心钻杆7中，再用连接环5固定连成一体，所述空心金刚石钻头I上表面设有三片刀刃2和第一金刚石层3，所述刀刃2表面上设有第二金刚石层8，所述空心金刚石钻头I四周设有四个排肩导槽4，两两对称排列，所述三片刀刃2成品字型排列，且刀刃厚度为0.5-1.0mm，刀口为20-30°倒角，光洁度4_7级，所述排肩导槽4轴线向空心金刚石钻头I内倾斜5-15°，所述空心钻杆6的空心壁厚为3-4cm，光洁度4_7级，且中间处设有至少一个排肩开槽7。
[0032]实施例3
[0033]一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，包括由连接环5连接的空心金刚石钻头I和空心钻杆6，所述空心金刚石钻头I的内孔径小于空心钻杆6的内孔径0.2cm,所述空心金刚石钻头I上表面设有三片刀刃2和第一金刚石层3，所述刀刃2表面上设有第二金刚石层8，所述第一金刚石层3的金刚石粒径比第二金刚石层8小，所述空心金刚石钻头I四周设有四个排肩导槽4，两两对称排列，所述三片刀刃2成品字型排列，且刀刃2厚度为0.8mm，刀口为20°倒角，光洁度7级，所述排肩导槽4轴线向空心金刚石钻头I内倾斜10°，所述空心钻杆6的空心壁厚为3.5cm，光洁度7级，且中间处设有3个排肩开槽7，所述排肩开槽7长度为1.5倍空心金刚石钻头I的内孔径，排肩开槽7距空心钻杆6尾端的长度为5/4倍空心金刚石钻头I内孔径。
[0034]将实施例3的装置用于曹成油井钻探中，日钻井深度130米，设备满负荷工作，经30个工作日对该设备进行检验，除钻头表面有均匀磨损外，设备运动精度高，设备限位准确，日进度没有出现下降。对照原有设备在同期同进度条件下，钻头磨损严重，同期更换2次，发生卡钻和阻塞现象2次，对比提高工作效率30%。
【主权项】
1.一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，其特征在于:包括由连接环(5)连接的空心金刚石钻头(I)和空心钻杆(6)，所述空心金刚石钻头(I)的内孔径等于或小于空心钻杆(6)的内孔径，所述空心金刚石钻头(I)上表面设有三片刀刃(2)和第一金刚石层(3)，所述刀刃(2)表面上设有第二金刚石层(8)，所述空心金刚石钻头(I)四周设有至少一个排肩导槽(4)，所述三片刀刃(2)成“品”字型排列，所述排肩导槽(4)向空心金刚石钻头(O内倾斜，所述空心钻杆(6)中间处设有至少一个排肩开槽(7)。
2.根据权利要求1所述的品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，其特征在于:所述排肩导槽(4)的个数为偶数，且呈对称排列。
3.根据权利要求1所述的品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，其特征在于:所述排肩导槽(4)向空心金刚石钻头(I)内倾斜5-15°。
4.根据权利要求1所述的品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，其特征在于:所述刀刃(2)厚度为0.5-1.0mm，刀口为20-30°倒角，光洁度4_7级。
5.根据权利要求1所述的品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，其特征在于:所述空心钻杆(6)的空心壁厚为3-4cm，光洁度4-7级。
6.根据权利要求1所述的品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，其特征在于:所述排肩开槽(7)长度为1.5倍空心金刚石钻头(I)的内孔径，排肩开槽(7)距空心钻杆(6)尾端的长度为5/4倍空心金刚石钻头(I)内孔径。
7.根据权利要求1所述的品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，其特征在于:所述排肩开槽(7)的个数为3个。
8.根据权利要求1所述的品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，其特征在于:所述第一金刚石层(2)的金刚石粒径比第二金刚石层(8)小10-20%。
【专利摘要】一种品型圆唇孕镶金刚石钻头自动排除岩石装置，包括由连接环连接的空心金刚石钻头和空心钻杆，所述空心金刚石钻头的内孔径等于或小于空心钻杆的内孔径，所述空心金刚石钻头上表面设有三片刀刃和第一金刚石层，所述刀刃表面上设有第二金刚石层，所述空心金刚石钻头四周设有至少一个排屑导槽，所述三片刀刃成“品”字型排列，所述排屑导槽轴线向空心金刚石钻头内倾斜，所述空心钻杆中间处设有至少一个排屑开槽。本实用新型装置具有的钻进速度高、钻头寿命长、排屑迅速、适应性强，特别适用于岩心钻探行业。
【IPC分类】E21B10-60
【公开号】CN204492668
【申请号】CN201520171432
【发明人】梁峙, 梁骁, 马捷
【申请人】徐州工程学院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月26日