专利名称：钻头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于勘探钻机上的钻头，特别涉及一种直径可改变的钻头。
背景技术：
钻头是钻机的核心部件，其决定了钻机的地层适应能力，钻头安装在钻杆底端，由 动力头带动旋转实现钻井过程。如图1所示，目前勘探钻机上的螺旋片式钻头1 一般有主 要由钻头体4、螺旋片3、合金头2等部分组成，该螺旋片3具有固定直径。由于当钻杆接长 时连接起来的数十乃之数百根钻杆实际上不可能保持很直，这就使得钻头在提升过程中遇 到阻力较大时，往往会发生卡钻事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋式钻头，其结构简单，向下钻孔时钻头的最大直 径较大，向上提升时钻头的最大直径变小，既有效地降低了升井时卡钻事故的发生，又能同 时保证不显著影响钻井速度。本发明是这样来实现的一种勘探用钻头，其包括合金头、钻头体以及围绕所述钻头体的螺旋片，合金头位 于钻头体的底端，螺旋片设置在钻头体的外部，钻头沿轴向按直径是否可变分为直径不变 的不变部分和直径可变的可变部分，所述可变部分的螺旋片包括不连续分布的多个螺旋片 单元，所述多个螺旋片单元环绕钻头体呈螺旋线分布，所述不变部分的螺旋片与所述可变 部分的所述多个螺旋片单元处于环绕钻头体的同一螺旋线上，且所述多个螺旋片单元沿螺 旋线圆周环绕多于1圈；所述螺旋片单元采用枢轴方式与所述钻头体进行连接，当向下钻 井时，所述螺旋片单元的下部受到钻层物的压力而将所述螺旋片单元绕所述枢轴张开而使 得所述螺旋片单元所处位置的可变部分的直径变大，此时可变部分的直径大于不变部分的 直径；当向上提升钻头时所述螺旋片单元的上部受到钻层物的压力而将所述螺旋片单元绕 所述枢轴闭合而使得所述螺旋片单元所处位置的可变部分的直径变小，此时可变部分的直 径不大于不变部分的直径。并且，所述可变部分的最大直径与所述不变部分的直径的差值不大于所述不变部分的 直径的10%。所述不变部分的螺旋片与所述钻头体之间通过焊接方式固定连接。所述螺旋片单元的个数不少于6个。所述钻头体上具有与所述螺旋片单元的表面相匹配的结构，以使得螺旋片单元在 承压时螺旋片单元以及与所述螺旋片单元相接触的钻头体受力部的各处都受力均勻而避 免损坏。
图1为一种常规钻头的结构；
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图2为本发明勘探用钻头的结构；图3为本发明钻头直径可变部分的俯视图(以6个螺旋片单元仅分布在一圈为 例)；图4为本发明一个螺旋片单元5的侧视图(张开状态)；图5为本发明一个螺旋片单元5的侧视图(闭合状态)；
具体实施例方式一种勘探用钻头的结构如图2所示钻头1包括合金头2、螺旋片3、钻头体4，合 金头2位于钻头体4的底端，螺旋片3设置在钻头体4的外部，其中钻头1沿着轴向按直径 是否可变分为直径为dl不变的不变部分和最大直径为d2的可变部分，其中(d2-dl)/dl的 差值不大于10%，以在有效降低卡钻事故的同时尽量减少对钻井速度的影响。图3中不连续分布的6个螺旋片单元5平均分布在1圈的螺旋线圆周上，其也可 以是多于6个的螺旋片单元分布在一圈或更多圈的螺旋线圆周上。在图4和5中，螺旋片单元5通过枢轴6与钻头体4连接，在钻头体4上具有与所 述螺旋片单元5的上、下部接触表面相匹配的结构(图中未示出)，以避免在钻井过程中螺 旋片单元5或钻头体的局部受力过大而损坏。如图4所示，当向下钻井时，螺旋片单元5的 下部受到钻层物的压力而将螺旋片单元5绕枢轴6张开而使得该螺旋片单元5所处位置的 钻头直径变大；如图5所示，当向上提升钻头时，螺旋片单元5的上部受到钻层物的压力而 将螺旋片单元5绕枢轴6闭合而使得螺旋片单元5所处位置的钻头直径变小。各螺旋片单 元相互之间的间隔尽可能的缩小，且所述不变部分的螺旋片与所述可变部分的所述多个螺 旋片单元处于环绕钻头体的同一螺旋线上以利于钻井过程中钻层物的导出。虽然上面只是简单描述了本发明的实施方式，但在不偏离本发明的精神或实质特 征的情况下，本发明还可以用其它的形式来体现。因此，以上的描述仅仅是为了说明，而不 是为了限制。本发明的保护范围应由所附权利要求而不是说明书中的以上描述来限定。所 有在权利要求含义内的等价变换均应落入本发明的保护范围之内。
权利要求
一种勘探用钻头，其包括合金头、钻头体以及围绕所述钻头体的螺旋片，合金头位于钻头体的底端，螺旋片设置在钻头体的外部，钻头沿轴向按直径是否可变分为直径不变的不变部分和直径可变的可变部分，所述可变部分的螺旋片包括不连续分布的多个螺旋片单元，所述多个螺旋片单元环绕钻头体呈螺旋线分布，所述不变部分的螺旋片与所述可变部分的所述多个螺旋片单元处于环绕钻头体的同一螺旋线上，且所述多个螺旋片单元沿螺旋线圆周环绕多于1圈；所述螺旋片单元采用枢轴方式与所述钻头体进行连接，当向下钻井时，所述螺旋片单元的下部受到钻层物的压力而将所述螺旋片单元绕所述枢轴张开而使得所述螺旋片单元所处位置的可变部分的直径变大，此时可变部分的直径大于不变部分的直径；当向上提升钻头时所述螺旋片单元的上部受到钻层物的压力而将所述螺旋片单元绕所述枢轴闭合而使得所述螺旋片单元所处位置的可变部分的直径变小，此时可变部分的直径不大于不变部分的直径。
2.根据权利要求1所述的勘探用钻头，其特征在于所述钻头体上具有与所述螺旋片单 元的表面相匹配的结构，以使得螺旋片单元在承压时螺旋片单元以及与所述螺旋片单元相 接触的钻头体受力部的各处都受力均勻而避免损坏。
3.根据权利要求1所述的勘探用钻头，其特征在于，所述可变部分的最大直径与所述 不变部分的直径的差值不大于所述不变部分的直径的10%。
4.根据权利要求1所述的勘探用钻头，其特征在于，所述不变部分的螺旋片与所述钻 头体之间通过焊接方式固定连接。
5.根据权利要求1所述的勘探用钻头，其特征在于，所述螺旋片单元的个数不少于6个。
全文摘要
本发明涉及一种勘探用钻头，其包括合金头、钻头体以及围绕所述钻头体的螺旋片，其特征在于钻头沿轴向按直径是否可变分为直径不变的不变部分和直径可变的可变部分，其中，当向下钻井时所述可变部分的直径大于所述不变部分的直径，而当向上提升钻头时，所述可变部分的直径不大于所述不变部分的直径。本发明结构简单，成本低，钻井效率高，并可有效地降低钻头提升过程中的卡钻事故。
文档编号E21B10/44GK101906938SQ20101023751
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者张丽娜, 张楠, 段正利, 韩郁林 申请人:段正利