CN113187409B - 一种双壁钻具用可开闭式钻头及施工方法 - Google Patents
一种双壁钻具用可开闭式钻头及施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113187409B CN113187409B CN202110429082.1A CN202110429082A CN113187409B CN 113187409 B CN113187409 B CN 113187409B CN 202110429082 A CN202110429082 A CN 202110429082A CN 113187409 B CN113187409 B CN 113187409B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hole
- end cover
- cavity
- double
- movable blade
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 claims description 14
- 241000680172 Platytroctidae Species 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 10
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/42—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits
- E21B10/43—Rotary drag type drill bits with teeth, blades or like cutting elements, e.g. fork-type bits, fish tail bits characterised by the arrangement of teeth or other cutting elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/60—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
- E21B10/602—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids the bit being a rotary drag type bit with blades
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
- E21B25/10—Formed core retaining or severing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
本发明公开了一种双壁钻具用可开闭式钻头及施工方法,包括双壁钻头体、上端盖和活动刀翼;上端盖上设有刀翼、端盖面通孔和端盖中心孔;双壁钻头体包括内管和外管以及环形体,活动刀翼安装在环形体端面的安装槽内,活动刀翼两侧的安装腔分隔为第一腔体和第二腔体,第一腔体内的环形体上设有第一通孔,第二腔体内的环形体上设有第二通孔;活动刀翼闭合时,流体依次经环空、第一通孔和第一腔体后推动活动刀翼旋转打开,流体流经端盖面通孔喷出并分流至中心通道;活动刀翼打开时,流体依次经中心通道、第二通孔和第二腔体后推动活动刀翼旋转闭合,流体流经端盖面通孔喷出。本发明能够实现一趟钻正、反循环施工的实时切换,提高钻进效率。
Description
技术领域
本发明属于钻头技术领域,涉及一种可开闭式钻头,尤其是涉及一种双壁钻具用可开闭式钻头及施工方法。
背景技术
双壁反循环钻进技术已经在矿产勘查、水文地质、岩土工程施工、浅层煤层气与天然气开发等领域成功应用,而且效果显著。双壁反循环钻进技术的技术原理是将流体通过双壁钻具内外管环空输送至双壁反循环钻头,将破碎下来的岩屑或岩心通过钻具中心通道排出孔外,具有孔壁扰动小、漏失地层适应强、反循环效果好等优点。目前配套使用的反循环钻头其主要作用是改变流体的流向,迫使流体向反循环钻头中心流动,从而携带岩屑、岩心上返,现有的双壁反循环钻头结构与功能都很单一,只能用于反循环钻进施工。
采用双壁钻具对局部层位进行取样或取心施工时,一般有两种工艺方法,均存在一定的弊端。第一种是采用双壁反循环钻具进行全孔段取样或取心,由于只需要对特定层位的地层进行取样或取心,所以有相当一部分孔段取出的岩样或岩心没有得到真正的利用,而且取样或取心孔段的延长会一定程度上增加岩样或岩心卡堵的概率,不确定性更高,整体用时较长;第二种是采用普通回转钻具钻进至特定层位,提出普通回转钻具后下入双壁反循环钻具进行特定层位的取样或取心,当一趟钻需要对多个层位进行取样或取心时,需要反复提下钻具并频繁更换钻具,虽然获取的岩样与岩心均可利用,但辅助时间长,工序复杂。
为此,本发明的设计者鉴于上述问题,通过潜心研究,综合多年从事相关领域工作的实践经验,研究出一种双壁钻具用可开闭式钻头及使用方法,以克服上述难题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足,本发明提供了提供一种双壁钻具用可开闭式钻头及施工方法,以解决上述不足。
为达到上述目的,本发明采取如下的技术方案:
一种双壁钻具用可开闭式钻头,包括双壁钻头体,安装在双壁钻头体一端的上端盖以及位于双壁钻头体与上端盖之间的活动刀翼;
所述上端盖上周向布设有多个刀翼,刀翼上设有多个切削齿;上端盖包括端盖面和端盖侧壁,端盖面上设有两个端盖面通孔,端盖面中心设有端盖中心孔;
所述双壁钻头体包括同轴的内管和外管,内管的一端与外管之间为环空,内管的另一端外壁与外管内壁之间通过环形体连接为一体且环形体的端面和外管端部围成安装槽,安装在外管端部的端盖面与安装槽围成安装腔;两个所述活动刀翼安装在安装槽内且二者沿安装槽中心呈中心对称并能转动至打开或闭合内管的中心通道,活动刀翼的上下底面分别平行紧贴端盖面和安装槽底面;每个活动刀翼两侧的安装腔分隔为第一腔体和第二腔体,在第一腔体内的环形体上设有第一通孔且该第一通孔连通第一腔体和所述环空,在第二腔体内的环形体上设有第二通孔且该第二通孔连通第二腔体和内管的中心通道;
当两个活动刀翼闭合时,流体能依次经过环空、第一通孔和第一腔体后推动活动刀翼旋转打开,使中心通道与端盖中心孔连通且使第一腔体与端盖面通孔连通,流体流经端盖面通孔喷出并分流至中心通道进行反循环钻进施工;
当两个活动刀翼打开时,流体能依次经过中心通道、第二通孔和第二腔体后推动活动刀翼旋转闭合,使中心通道和端盖中心孔隔开且使第二腔体与端盖面通孔连通,流体流经端盖面通孔喷出并沿钻孔环隙携屑上返进行正循环钻进施工。
本发明还包括如下技术特征:
具体的,两个第一通孔沿安装槽中心呈中心对称,两个第二通孔沿安装槽中心呈中心对称;每个活动刀翼两侧各对应一个第一通孔和一个第二通孔,一个活动刀翼对应的第一通孔和另一个活动刀翼对应的第二通孔之间设有隔板,隔板用于将一个活动刀翼对应的第一腔体和另一个活动刀翼对应的第二腔体隔开。
具体的,所述活动刀翼包括径向直边、斜边、连在径向直边和斜边之间的弧形边以及位于径向直边和斜边相交处的旋转端;两个活动刀翼闭合时,二者的两个径向直边相贴并位于安装槽径向位置;
在安装槽槽壁上设有两个中心对称的弧形凹块,弧形凹块的圆心为其对应的活动刀翼的旋转端,弧形凹块的半径等于活动刀翼的径向直边的长度,以使活动刀翼旋转过程中,径向直边所连弧形边的端部均贴着弧形凹块,保持第一腔体或第二腔体的密闭;
所述第一腔体由径向直边、弧形凹块、安装槽、端盖面和隔板围成,第二腔体由斜边、弧形边、弧形凹块、隔板、安装槽和端盖面围成。
具体的,所述径向直边上设有第一弧形缺口,所述弧形边上设有第二弧形缺口;两个端盖面通孔沿端盖面中心呈中心对称,当两个活动刀翼闭合时,一个活动刀翼的第一弧形缺口与另一个活动刀翼的旋转端配合,第二弧形缺口与端盖面通孔相对以使第二腔体与端盖面通孔连通;当两个活动刀翼打开时,第一弧形缺口与端盖面通孔相对以使第一腔体与端盖面通孔连通。
具体的,所述隔板连在旋转端和安装槽槽壁之间;所述活动刀翼厚度、隔板厚度、弧形凹块厚度均等于安装槽槽深。
具体的,所述活动刀翼上设有活动刀翼切削齿,所述端盖中心孔两侧连有弧形孔;当两个活动刀翼打开时,两个活动刀翼切削齿分别位于两个弧形孔内,当两个活动刀翼闭合时,两个活动刀翼切削齿位于端盖中心孔处。
具体的,所述活动刀翼上设有弧形滑槽,且弧形滑槽的开口在活动刀翼的径向直边上;在安装槽端面设有弧形滑轨,活动刀翼旋转过程中,弧形滑槽与弧形滑轨配合;在弧形滑轨端部设有限位块。
具体的,所述刀翼的侧壁设有耐磨片。
具体的,所述内管内壁设有内管台肩,内管台肩比第二通孔与中心通道连通位置更靠近安装槽端面。
一种采用所述的双壁钻具用可开闭式钻头实现正反循环施工方法,其特征在于,包括:
反循环施工步骤:将双壁钻具用可开闭式钻头安装完成后与双壁钻杆连接,所述内管与双壁钻杆内管插接连接,流体通过双壁钻杆进入所述环空,并沿第一通孔进入第一腔体,推动活动刀翼打开直至活动刀翼弧形边与安装槽内侧轮廓相切制动,此时活动刀翼完全打开,流体通过端盖面通孔喷出并分流至中心通道,进行反循环钻进施工;
正循环施工步骤:停止反循环施工,并将该套钻具组合提离孔底,从孔口向该套双壁钻具内管投放橡胶球,然后向双壁钻具中心通道供入流体,流体将橡胶球通过双壁钻杆内管送入可开闭式钻头内管,橡胶球坐于可开闭式钻头内管台肩堵住中心通道,流体沿着第二通孔进入第二腔体,推动活动刀翼关闭直至两个活动刀翼的径向直边贴合,此时活动刀翼完全关闭堵住中心通道,活动刀翼完全关闭时,流体通过端盖面通孔喷出并沿着钻孔环空携屑上返,进行正循环钻进施工。
本发明与现有技术相比,有益的技术效果是:
①采用该可开闭式钻头并配合双壁钻具可以在施工中实现正、反循环施工的实时切换,彻底解决局部孔段取样或取心过程中需要多种钻具组合交替使用的问题,尤其针对一趟钻需要对多个层位进行取样或取心时效果较为明显,减少辅助时间,提高钻进效率;②活动刀翼的打开及关闭均受流体流向控制,无弹簧等机械结构件,易损件少,操作简单,更换方便;③针对煤矿井下钻孔施工,亦可解决煤矿井下钻孔垮塌后无法下入瓦斯抽放管的问题,活动刀翼完全打开后中心通孔完全打开,可以沿着双壁钻杆内管下入瓦斯抽放管直至孔底,然后提出孔内钻头,将瓦斯抽放管留在孔内;④采用该可开闭式钻头可以满足多种工况需求,可以进行常规回转正循环钻进、反循环取样或取心钻进、煤矿井下钻孔下放瓦斯抽放管,各个工序之间切换灵活。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图;
图2是本发明上端盖示意图;
图3是本发明上端盖后视图;
图4是本发明双壁钻头体端面结构示意图;
图5是本发明双壁钻头体A-A剖视图;
图6是本发明双壁钻头体环空端结构示意图;
图7是本发明活动刀翼在双壁钻头体内完全闭合示意图;
图8是本发明活动刀翼在双壁钻头体内完全打开俯视图;
图9是本发明活动刀翼在双壁钻头体内完全打开示意图;
图10是本发明活动刀翼示意图。
附图标记含义:
1.双壁钻头体,2.上端盖,3.活动刀翼;
101.内管,102.外管,103.环形体,104.中心通道,105.第一腔体,106.第二腔体,107.第一通孔,108.第二通孔,109.隔板,110.弧形凹块,111.弧形滑轨,112.内管台肩,113.销钉;
201.刀翼,202.切削齿,203.端盖面,204.端盖侧壁,205.端盖面通孔,206.端盖中心孔,207.耐磨片;
301.径向直边,302.斜边,303.弧形边,304.旋转端,305.第一弧形缺口,306.第二弧形缺口,307.活动刀翼切削齿,308.弧形滑槽。
以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明做具体说明。
具体实施方式
遵从上述技术方案,以下给出本发明的具体实施例,需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例,凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1:
本实施例提供一种双壁钻具用可开闭式钻头,如图1所示,包括双壁钻头体1,安装在双壁钻头体1一端的上端盖2以及位于双壁钻头体1与上端盖2之间的活动刀翼3。
如图2和图3所示,上端盖2上周向布设有多个刀翼201,刀翼201上设有多个切削齿202;上端盖2包括端盖面203和端盖侧壁204,端盖面203上设有两个端盖面通孔205,端盖面203中心设有端盖中心孔206。
如图4-图6所示,双壁钻头体1包括同轴的内管101和外管102,内管101的一端与外管102之间为环空,内管101的另一端外壁与外管102内壁之间通过环形体103连接为一体且环形体103的端面和外管端部围成安装槽,安装在外管102端部的端盖面203与安装槽围成安装腔;两个活动刀翼3安装在安装槽内且二者沿安装槽中心呈中心对称并能转动至打开或闭合内管101的中心通道104,活动刀翼3的上下底面分别平行紧贴端盖面203和安装槽底面;每个活动刀翼3两侧的安装腔分隔为第一腔体105和第二腔体106,在第一腔体105内的环形体103上设有第一通孔107且该第一通孔107连通第一腔体105和环空,在第二腔体106内的环形体103上设有第二通孔108且该第二通孔108连通第二腔体106和内管101的中心通道104。
如图7所示,当两个活动刀翼3闭合时,流体能依次经过环空、第一通孔107和第一腔体105后推动活动刀翼3旋转打开,使中心通道104与端盖中心孔206连通且使第一腔体105与端盖面通孔205连通,流体流经端盖面通孔205喷出并分流至中心通道104进行反循环钻进施工。
如图8和图9所示,当两个活动刀翼3打开时,流体能依次经过中心通道104、第二通孔108和第二腔体106后推动活动刀翼3旋转闭合,使中心通道104和端盖中心孔206隔开且使第二腔体106与端盖面通孔205连通,流体流经端盖面通孔205喷出并沿钻孔环隙携屑上返进行正循环钻进施工。
从而实现活动刀翼的打开及关闭均受流体流向控制。
两个第一通孔107沿安装槽中心呈中心对称,两个第二通孔108沿安装槽中心呈中心对称;每个活动刀翼3两侧各对应一个第一通孔107和一个第二通孔108,一个活动刀翼3对应的第一通孔107和另一个活动刀翼3对应的第二通孔108之间设有隔板109,隔板109用于将一个活动刀翼3对应的第一腔体105和另一个活动刀翼3对应的第二腔体106隔开。
如图10所示,活动刀翼3包括径向直边301、斜边302、连在径向直边301和斜边302之间的弧形边303以及位于径向直边301和斜边302相交处的旋转端304;两个活动刀翼3闭合时,二者的两个径向直边301相贴并位于安装槽径向位置;在安装槽槽壁上设有两个中心对称的弧形凹块110,弧形凹块110的圆心为其对应的活动刀翼3的旋转端304,弧形凹块110的半径等于活动刀翼3的径向直边301的长度,以使活动刀翼3旋转过程中,径向直边301所连弧形边303的端部均贴着弧形凹块110,保持第一腔体105或第二腔体106的密闭;第一腔体105由径向直边301、弧形凹块110、安装槽、端盖面203和隔板109围成,第二腔体106由斜边302、弧形边303、弧形凹块110、隔板109、安装槽和端盖面203围成。
径向直边301上设有第一弧形缺口305,弧形边303上设有第二弧形缺口306;两个端盖面通孔205沿端盖面203中心呈中心对称,当两个活动刀翼3闭合时,一个活动刀翼3的第一弧形缺口305与另一个活动刀翼3的旋转端304配合,第二弧形缺口306与端盖面通孔205相对以使第二腔体106与端盖面通孔205连通;当两个活动刀翼3打开时,第一弧形缺口305与端盖面通孔205相对以使第一腔体105与端盖面通孔205连通。具体的,在本实施例中,旋转端304为销套,销套套在销钉113上,销钉113垂直设在环形体103端面。
隔板109连在旋转端304和安装槽槽壁之间;活动刀翼3厚度、隔板109厚度、弧形凹块110厚度均等于安装槽槽深;从而实现两个第一腔体以及两个第二腔体的各自封闭。
活动刀翼3上设有活动刀翼切削齿307,端盖中心孔206两侧连有弧形孔;当两个活动刀翼3打开时,两个活动刀翼切削齿307分别位于两个弧形孔内,当两个活动刀翼3闭合时,两个活动刀翼切削齿307位于端盖中心孔206处。
活动刀翼3上设有弧形滑槽308,且弧形滑槽308的开口在活动刀翼3的径向直边301上;在安装槽端面设有弧形滑轨111,活动刀翼3旋转过程中,弧形滑槽308与弧形滑轨111配合;在弧形滑轨111端部设有限位块,以对活动刀翼3旋转进行制动。
刀翼201的侧壁设有耐磨片207。本实施例中,设有四个刀翼,且四个刀翼沿端盖面的周向均布;每个刀翼上设有六个切削齿;在其他实施例中,刀翼及刀翼上切削齿的数量均可根据实际情况进行设置。
内管101内壁设有内管台肩112,内管台肩112比第二通孔108与中心通道104连通位置更靠近安装槽端面。从而当正循环施工时,将橡胶球坐于可开闭式钻头内管台肩堵住中心通道,从而流体沿着第二通孔进入第二腔体。
实施例2:
本实施例提供一种采用双壁钻具用可开闭式钻头实现正反循环施工方法,包括:
反循环施工步骤:将双壁钻具用可开闭式钻头安装完成后与双壁钻杆连接,内管与双壁钻杆内管插接连接,流体通过双壁钻杆进入环空,并沿第一通孔进入第一腔体,推动活动刀翼打开直至活动刀翼弧形边与安装槽内侧轮廓相切制动,此时活动刀翼完全打开,流体通过端盖面通孔喷出并分流至中心通道,进行反循环钻进施工;
正循环施工步骤:停止反循环施工,并将该套钻具组合提离孔底,从孔口向该套双壁钻具内管投放橡胶球,然后向双壁钻具中心通道供入流体,流体将橡胶球通过双壁钻杆内管送入可开闭式钻头内管,橡胶球坐于可开闭式钻头内管台肩堵住中心通道,流体沿着第二通孔进入第二腔体,推动活动刀翼关闭直至两个活动刀翼的径向直边贴合活动刀翼行至弧形滑轨端部制动,此时活动刀翼完全关闭堵住中心通道,活动刀翼上的切屑齿位于端盖中心孔中部,活动刀翼完全关闭时,流体通过端盖面通孔喷出并沿着钻孔环空携屑上返,进行正循环钻进施工。
实施例3:
本实施例提供一种采用双壁钻具用可开闭式钻头实现下放瓦斯抽放管施工方法,包括:采用上述正循环施工步骤直至施工到设计孔深,并将该套钻具组合提离孔底,再执行反循环施工步骤将中心通道内的橡胶球返出,橡胶球返出后,停止供入流体,从孔口的双壁钻具尾部下入特定规格尺寸的瓦斯抽放管至可开闭钻头活动刀翼上部一段距离,此时再次执行反循环施工步骤令活动刀翼持续打开,继续下入瓦斯抽放管直至孔底,再次停止供入流体,提出孔内钻具,瓦斯抽放管留在孔内,瓦斯抽放管下入完毕。
Claims (10)
1.一种双壁钻具用可开闭式钻头,其特征在于,包括双壁钻头体(1),安装在双壁钻头体(1)一端的上端盖(2)以及位于双壁钻头体(1)与上端盖(2)之间的活动刀翼(3);
所述上端盖(2)上周向布设有多个刀翼(201),刀翼(201)上设有多个切削齿(202);上端盖(2)包括端盖面(203)和端盖侧壁(204),端盖面(203)上设有两个端盖面通孔(205),端盖面(203)中心设有端盖中心孔(206);
所述双壁钻头体(1)包括同轴的内管(101)和外管(102),内管(101)的一端与外管(102)之间为环空,内管(101)的另一端外壁与外管(102)内壁之间通过环形体(103)连接为一体且环形体(103)的端面和外管端部围成安装槽,安装在外管(102)端部的端盖面(203)与安装槽围成安装腔;两个所述活动刀翼(3)安装在安装槽内且二者沿安装槽中心呈中心对称并能转动至打开或闭合内管(101)的中心通道(104),活动刀翼(3)的上下底面分别平行紧贴端盖面(203)和安装槽底面;每个活动刀翼(3)两侧的安装腔分隔为第一腔体(105)和第二腔体(106),在第一腔体(105)内的环形体(103)上设有第一通孔(107)且该第一通孔(107)连通第一腔体(105)和所述环空,在第二腔体(106)内的环形体(103)上设有第二通孔(108)且该第二通孔(108)连通第二腔体(106)和内管(101)的中心通道(104);
当两个活动刀翼(3)闭合时,流体能依次经过环空、第一通孔(107)和第一腔体(105)后推动活动刀翼(3)旋转打开,使中心通道(104)与端盖中心孔(206)连通且使第一腔体(105)与端盖面通孔(205)连通,流体流经端盖面通孔(205)喷出并分流至中心通道(104)进行反循环钻进施工;
当两个活动刀翼(3)打开时,流体能依次经过中心通道(104)、第二通孔(108)和第二腔体(106)后推动活动刀翼(3)旋转闭合,使中心通道(104)和端盖中心孔(206)隔开且使第二腔体(106)与端盖面通孔(205)连通,流体流经端盖面通孔(205)喷出并沿钻孔环隙携屑上返进行正循环钻进施工。
2.如权利要求1所述的双壁钻具用可开闭式钻头,其特征在于,两个第一通孔(107)沿安装槽中心呈中心对称,两个第二通孔(108)沿安装槽中心呈中心对称;每个活动刀翼(3)两侧各对应一个第一通孔(107)和一个第二通孔(108),一个活动刀翼(3)对应的第一通孔(107)和另一个活动刀翼(3)对应的第二通孔(108)之间设有隔板(109),隔板(109)用于将一个活动刀翼(3)对应的第一腔体(105)和另一个活动刀翼(3)对应的第二腔体(106)隔开。
3.如权利要求2所述的双壁钻具用可开闭式钻头,其特征在于,所述活动刀翼(3)包括径向直边(301)、斜边(302)、连在径向直边(301)和斜边(302)之间的弧形边(303)以及位于径向直边(301)和斜边(302)相交处的旋转端(304);两个活动刀翼(3)闭合时,二者的两个径向直边(301)相贴并位于安装槽径向位置;
在安装槽槽壁上设有两个中心对称的弧形凹块(110),弧形凹块(110)的圆心为其对应的活动刀翼(3)的旋转端(304),弧形凹块(110)的半径等于活动刀翼(3)的径向直边(301)的长度,以使活动刀翼(3)旋转过程中,径向直边(301)所连弧形边(303)的端部均贴着弧形凹块(110),保持第一腔体(105)或第二腔体(106)的密闭;
所述第一腔体(105)由径向直边(301)、弧形凹块(110)、安装槽、端盖面(203)和隔板(109)围成,第二腔体(106)由斜边(302)、弧形边(303)、弧形凹块(110)、隔板(109)、安装槽和端盖面(203)围成。
4.如权利要求3所述的双壁钻具用可开闭式钻头,其特征在于,所述径向直边(301)上设有第一弧形缺口(305),所述弧形边(303)上设有第二弧形缺口(306);两个端盖面通孔(205)沿端盖面(203)中心呈中心对称,当两个活动刀翼(3)闭合时,一个活动刀翼(3)的第一弧形缺口(305)与另一个活动刀翼(3)的旋转端(304)配合,第二弧形缺口(306)与端盖面通孔(205)相对以使第二腔体(106)与端盖面通孔(205)连通;当两个活动刀翼(3)打开时,第一弧形缺口(305)与端盖面通孔(205)相对以使第一腔体(105)与端盖面通孔(205)连通。
5.如权利要求3所述的双壁钻具用可开闭式钻头,其特征在于,所述隔板(109)连在旋转端(304)和安装槽槽壁之间;所述活动刀翼(3)厚度、隔板(109)厚度、弧形凹块(110)厚度均等于安装槽槽深。
6.如权利要求1所述的双壁钻具用可开闭式钻头,其特征在于,所述活动刀翼(3)上设有活动刀翼切削齿(307),所述端盖中心孔(206)两侧连有弧形孔;当两个活动刀翼(3)打开时,两个活动刀翼切削齿(307)分别位于两个弧形孔内,当两个活动刀翼(3)闭合时,两个活动刀翼切削齿(307)位于端盖中心孔(206)处。
7.如权利要求3所述的双壁钻具用可开闭式钻头,其特征在于,所述活动刀翼(3)上设有弧形滑槽(308),且弧形滑槽(308)的开口在活动刀翼(3)的径向直边(301)上;在安装槽端面设有弧形滑轨(111),活动刀翼(3)旋转过程中,弧形滑槽(308)与弧形滑轨(111)配合;在弧形滑轨(111)端部设有限位块。
8.如权利要求1所述的双壁钻具用可开闭式钻头,其特征在于,所述刀翼(201)的侧壁设有耐磨片(207)。
9.如权利要求1所述的双壁钻具用可开闭式钻头,其特征在于,所述内管(101)内壁设有内管台肩(112),内管台肩(112)比第二通孔(108)与中心通道(104)连通位置更靠近安装槽端面。
10.一种采用权利要求3至9任一权利要求所述的双壁钻具用可开闭式钻头实现正反循环施工方法,其特征在于,包括:
反循环施工步骤:将双壁钻具用可开闭式钻头安装完成后与双壁钻杆连接,所述内管与双壁钻杆内管插接连接,流体通过双壁钻杆进入所述环空,并沿第一通孔进入第一腔体,推动活动刀翼打开直至活动刀翼弧形边与安装槽内侧轮廓相切制动,此时活动刀翼完全打开,流体通过端盖面通孔喷出并分流至中心通道,进行反循环钻进施工;
正循环施工步骤:停止反循环施工,并将该套钻具组合提离孔底,从孔口向该套双壁钻具内管投放橡胶球,然后向双壁钻具中心通道供入流体,流体将橡胶球通过双壁钻杆内管送入可开闭式钻头内管,橡胶球坐于可开闭式钻头内管台肩堵住中心通道,流体沿着第二通孔进入第二腔体,推动活动刀翼关闭直至两个活动刀翼的径向直边贴合,此时活动刀翼完全关闭堵住中心通道,活动刀翼完全关闭时,流体通过端盖面通孔喷出并沿着钻孔环空携屑上返,进行正循环钻进施工。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110429082.1A CN113187409B (zh) | 2021-04-21 | 2021-04-21 | 一种双壁钻具用可开闭式钻头及施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110429082.1A CN113187409B (zh) | 2021-04-21 | 2021-04-21 | 一种双壁钻具用可开闭式钻头及施工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113187409A CN113187409A (zh) | 2021-07-30 |
| CN113187409B true CN113187409B (zh) | 2022-06-24 |
Family
ID=76977847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110429082.1A Active CN113187409B (zh) | 2021-04-21 | 2021-04-21 | 一种双壁钻具用可开闭式钻头及施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113187409B (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6095261A (en) * | 1998-07-23 | 2000-08-01 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit reverse circulation apparatus and method |
| CN101215955B (zh) * | 2008-01-09 | 2011-05-25 | 西南石油大学 | 一种正循环和反循环两用三牙轮钻头 |
| US7921941B2 (en) * | 2008-01-28 | 2011-04-12 | Drillco Tools S.A. | Pressurized fluid flow system for a reverse circulation hammer |
| CN106703703B (zh) * | 2017-02-14 | 2019-10-18 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 可开闭式钻头 |
| CN110219611B (zh) * | 2019-06-14 | 2021-02-05 | 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 | 一种煤矿井下水平钻孔取芯钻具组合及其使用方法 |
| CN210948505U (zh) * | 2019-12-04 | 2020-07-07 | 吉林大学 | 一种分体式大直径空气反循环潜孔锤扩底钻头 |
-
2021
- 2021-04-21 CN CN202110429082.1A patent/CN113187409B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113187409A (zh) | 2021-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3941196A (en) | Percussive air hammer and core bit apparatus | |
| US3684041A (en) | Expansible rotary drill bit | |
| CN110029938B (zh) | 一种气体反循环钻井方法 | |
| CN107165597A (zh) | 一种绳索取芯工具及方法 | |
| CN105888591B (zh) | 一种地质勘探用深层岩石自动取样装置 | |
| CN109357906A (zh) | 一种切屑排屑一体化的空间球面螺旋空心月壤取芯钻具 | |
| US2277989A (en) | Method and apparatus for drilling wells | |
| CN101012736A (zh) | 小井眼液压可控式变径扩孔钻头 | |
| CN203701981U (zh) | 一种扩孔钻头 | |
| US3847236A (en) | Drill bit | |
| CN113187409B (zh) | 一种双壁钻具用可开闭式钻头及施工方法 | |
| GB1452751A (en) | Drilling system and method of pulling it up | |
| CN208502674U (zh) | 一种降低压持效应双向喷射取心钻头 | |
| CN110029933A (zh) | 基于涡轮驱动的双速pdc钻头 | |
| CN113818813A (zh) | 一种捞渣加钻进复合式钻头 | |
| CN119777861A (zh) | 一种深海探采矿物采集挖掘装置 | |
| CN212428592U (zh) | 一种捞渣加钻进复合式钻头 | |
| CN217558253U (zh) | 单牙轮钻头负压式水利系统 | |
| CN201292793Y (zh) | 一种反循环冲击器 | |
| CN210370499U (zh) | 一种离心式跟管钻具 | |
| CN209908414U (zh) | 一种快速冲击-刮切复合式破岩pdc钻头 | |
| CN207332751U (zh) | 一种闭式正反循环冲击器 | |
| CN221194966U (zh) | 一种加药石油勘探钻头 | |
| CN207470115U (zh) | 一种采矿用冲击式牙轮钻机 | |
| CN207553973U (zh) | 外径耐磨损的复合片无芯钻头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |