桩顶钻机钻具的制作方法

本发明涉及钻机技术领域，尤其涉及一种桩顶钻机钻具。

背景技术：

在桩顶钻机及其他类似钻机上，钻具常采用盘形滚刀结构。盘形滚刀的布置多采用同心圆的布置方式，例如如图1所示，现有技术的盘形滚刀结构包括刀盘1、盘形滚刀2、土石排出孔3、中心滚刀组4。现有技术的盘形滚刀结构的切削作业断面为平面或者如图2所示的锥形凸面。利用现有技术的盘形滚刀结构进行钻井施工时，由于地质、设备、操作等因素，可能产生钻井偏斜，对钻井施工带来不利影响，此外还存在排屑效率低的问题。

因此，提供一种可以克服以上现有技术中存在的缺点、减少钻井偏斜并且提高排屑效率的桩顶钻机钻具，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

为实现上述目的，本发明提供了一种桩顶钻机钻具，包括：刀架、刀盘、盘形滚刀、岩屑收集装置、排屑孔，其中，所述盘形滚刀沿多条均匀分布的阿基米德螺线布置在所述刀盘上，所述岩屑收集装置设置在所述多条阿基米德螺线的两两之间，所述排屑孔设置在所述岩屑收集装置的尾部并与设置在所述刀架内的主排屑孔连通，所述盘形滚刀在所述刀盘上沿高度方向高低错落布置而使所述桩顶钻机钻具的切削作业断面为“w”形。

进一步地，在上述桩顶钻机钻具中，所述刀架内还设置有排屑通道，所述排屑孔经由所述排屑通道连通于所述主排屑孔。

进一步地，在上述桩顶钻机钻具中，所述盘形滚刀沿三条阿基米德螺线布置在所述刀盘上，沿每条阿基米德螺线均设置有多个所述盘形滚刀。

进一步地，在上述桩顶钻机钻具中，所述三条阿基米德螺线的两两之间均设置有所述岩屑收集装置。

进一步地，在上述桩顶钻机钻具中，所述岩屑收集装置是阿基米德螺线形状的岩屑收集槽道。

利用本发明的桩顶钻机钻具，可以有效克服现有技术中存在的缺点，减少因地质、设备、操作等产生的钻井偏斜，并且显著提高了排屑效率，保证钻井施工的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：

图1为现有技术的盘形滚刀结构的示意图；

图2为图1的侧视图，示出现有技术的盘形滚刀结构的锥形凸面的切削作业断面；

图3为本发明的桩顶钻机钻具的结构示意图；

图4为沿图3中a方向的端面视图，示出本发明的桩顶钻机钻具的主要构造。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图3和图4，本发明的桩顶钻机钻具包括：刀架11、刀盘12、盘形滚刀13、岩屑收集装置14、排屑孔15。盘形滚刀13沿多条均匀分布的阿基米德螺线布置在刀盘12上，岩屑收集装置14设置在上述多条阿基米德螺线的两两之间，排屑孔15设置在岩屑收集装置14的尾部，刀架11内设置有主排屑孔16和排屑通道17，排屑孔15经由排屑通道17连通于主排屑孔16。此外，本发明的桩顶钻机钻具的切削作业断面为“w”形，即具体如图3所示，盘形滚刀13在刀盘12上沿高度方向高低错落布置，由此使得钻井施工时盘形滚刀13相对于井底岩石层b的切削作业断面大致呈“w”形。

作为一种具体实施方式，如图4所示，盘形滚刀13可以沿三条阿基米德螺线a1、a2、a3布置在刀盘12上，沿每条阿基米德螺线a1、a2、a3均设置有多个盘形滚刀13；阿基米德螺线a1和a2之间、阿基米德螺线a2和a3之间、以及阿基米德螺线a3和a1之间均设置有岩屑收集装置14，共计三组岩屑收集装置14。

优选地，岩屑收集装置14是阿基米德螺线形状的岩屑收集槽道，在本发明的桩顶钻机钻具沿如图4中c方向旋转而进行钻井施工时，盘形滚刀13对井底岩石层b进行切削，随着切削的推进所产生的岩屑进入岩屑收集装置14，并进而进入位于岩屑收集装置14尾部的排屑孔15，最终经由排屑通道17和主排屑孔16而排出到桩顶钻机外部。

在本发明的桩顶钻机钻具中，盘形滚刀13沿多条均匀分布的阿基米德螺线布置在刀盘12上，有利于刀盘12受力均匀且不承受径向载荷，在钻井施工过程中各盘形滚刀13上的作用力对刀盘12产生的倾覆力矩代数和趋于零，由此可以有效减少钻井偏斜。

而且，在本发明的桩顶钻机钻具中，设置在多条阿基米德螺线的两两之间的多组岩屑收集装置14，能更高效地将岩屑导流到位于岩屑收集装置14尾部的排屑孔15，并最终经由排屑通道17和主排屑孔16而排出到桩顶钻机外部，提高了整机的排屑速度。

此外，在本发明的桩顶钻机钻具中，切削作业断面为“w”形，这使得盘形滚刀13具备抵抗轴向载荷的能力，由此可以进一步减少钻井偏斜。

综上所述，利用本发明的桩顶钻机钻具，可以有效克服现有技术中存在的缺点，减少因地质、设备、操作等产生的钻井偏斜，并且显著提高了排屑效率，保证钻井施工的顺利进行。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种桩顶钻机钻具，包括：刀架、刀盘、盘形滚刀、岩屑收集装置、排屑孔，其中，所述盘形滚刀沿多条均匀分布的阿基米德螺线布置在所述刀盘上，所述岩屑收集装置设置在所述多条阿基米德螺线的两两之间，所述排屑孔设置在所述岩屑收集装置的尾部并与设置在所述刀架内的主排屑孔连通，所述盘形滚刀在所述刀盘上沿高度方向高低错落布置而使所述桩顶钻机钻具的切削作业断面为“W”形。利用本发明的桩顶钻机钻具，可以有效减少因地质、设备、操作等产生的钻井偏斜，并且显著提高排屑效率，保证钻井施工的顺利进行。

技术研发人员：侯红恩;孙艳秀
受保护的技术使用者：太重（天津）滨海重型机械有限公司
技术研发日：2018.12.21
技术公布日：2019.06.07