一种防卡钻具 |
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| 申请号 | CN201410418745.X | 申请日 | 2014-08-25 | 公开(公告)号 | CN104265177A | 公开(公告)日 | 2015-01-07 |
| 申请人 | 江苏长城石油装备制造有限公司; | 发明人 | 郭健; 郭小芳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种防卡钻具，包括 钻头 和 钻杆 ，所述钻头(1)由一个半圆(9)和一个半椭圆(10)组成，所述半圆(9)的外表面是半圆形，所述半椭圆(10)的外表面是半椭圆形，所述半圆形和所述半椭圆形共同构成了所述钻头(1)的外表面，所述钻头(1)的内表面呈圆形，在所述钻头(1)的外表面上具有排屑 槽口 (11)，所述钻头(1)的内表面的所述圆形的圆心与所述半圆(9)的圆心同心，且也与半椭圆(10)同心。本发明的防卡钻具有效防止了取样时蹩钻或者卡钻现象的发生，利用内外偏心相结合，根据长时间的实践总结，在很大范围内的调配长度之间的关系，从而提出一种改进防卡钻具，实践证明防卡效果较好。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种防卡钻具，包括钻头和钻杆，其特征在于：所述钻头(1)由一个半圆(9)和一个半椭圆(10)组成，所述半圆(9)的外表面是半圆形，所述半椭圆(10)的外表面是半椭圆形，所述半圆形和所述半椭圆形共同构成了所述钻头(1)的外表面，所述钻头(1)的内表面呈圆形，在所述钻头(1)的外表面上具有排屑槽口(11)，所述钻头(1)的内表面的所述圆形的圆心与所述半圆(9)的圆心同心，且也与半椭圆(10)同心，均为同心点(3)，在所述钻头(1)的内表面均匀排布有若干向内的突起(13)，所述突起(13)为钴镍合金制成，在钻头(1)与内岩芯(5)之间具有钻头内间隙A(8)，在钻头(1)与外岩芯(4)之间形成钻头外间隙B(12)，所述外间隙B的间隙长度大于所述内间隙A的间隙长度，所述钻杆的钻杆连接处(2)与所述同心点(3)之间偏移一定距离，为偏心距C，且满足如下关系：所述外间隙B的间隙长度等于偏心距C的2-3倍与所述内间隙A(8)的间隙长度之和，所述半椭圆的半长轴(6)等于所述半圆的半径(7)的1.5-1.8倍。 |
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| 说明书全文 | 一种防卡钻具技术领域背景技术[0002] 卡钻现象常常出现，而卡钻通常由不同因素引起，例如(1)用冲击钻施工时，出现梅花孔，冲击钻头被狭窄部位卡住；(2)坍孔、落石或工具掉进孔内，卡住钻头；(3)长护筒倾斜，下端为钻头冲击变形，同钻头卡在一起；(4)未及时焊补钻头，钻孔直径逐渐减小，而焊补超限，又用高冲程猛击，发生卡钻；(5)伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住冲击锥顶或锥脚；(6)下钻太猛，大绳松放太多，钻头碰撞在孔内倾倒，顶住孔壁。而引起卡钻的因素当中均与卡钻本身抗卡能力不强或钻头设计不完善导致的，这是最根本的原因。尤其是石油钻采领域，石油勘探需要获取地层岩芯样本，机械式旋转井壁取芯仪就是一种在井壁上横向钻取岩心样本的仪器，它所配备的旋转钻头是一个非常重要的工具。旋转钻头为空心结构，其内外圆与被钻物体如地层或者岩心等等紧密接触，产生较大摩擦。一旦钻屑多或仪器微量移动，都将出现粘卡现象而导致蹩钻、卡钻等事故发生。 发明内容[0003] 为了克服上述现有技术中存在的缺点，本发明就是针对这一问题，在现有采用偏斜方式解决卡钻的基础之上，利用内外偏心相结合，根据长时间的实践总结，在很大范围内的调配长度之间的关系，从而提出一种改进防卡钻具，实践证明防卡效果较好，超出了本领域技术人员预料的范围。 [0004] 为了解决上述技术问题，采用的技术方案是：一种防卡钻具，包括钻头和钻杆，所述钻头由一个半圆和一个半椭圆组成，所述半圆的外表面是半圆形，所述半椭圆的外表面是半椭圆形，所述半圆形和所述半椭圆形共同构成了所述钻头的外表面，所述钻头的内表面呈圆形，在所述钻头的外表面上具有排屑槽口，所述钻头的内表面的所述圆形的圆心与所述半圆)的圆心同心，且也与半椭圆同心，均为同心点，在所述钻头的内表面均匀排布有若干向内的突起，所述突起为钴镍合金制成，在钻头与内岩芯之间具有钻头内间隙A，在钻头与外岩芯之间形成钻头外间隙B，所述外间隙B的间隙长度大于所述内间隙A的间隙长度，所述钻杆的钻杆连接处与所述同心点之间偏移一定距离，为偏心距C，且满足如下关系：所述外间隙B的间隙长度等于偏心距C的2-3倍与所述内间隙A的间隙长度之和，所述半椭圆的半长轴等于所述半圆的半径的1.5-1.8倍。 [0005] 优选，所述外间隙B的间隙长度等于偏心距C的3倍与所述内间隙A的间隙长度之和，所述半椭圆的半长轴等于所述半圆的半径的1.5-1.6倍，优选1.5倍。 [0006] 优选，所述外间隙B的间隙长度等于偏心距C的2倍与所述内间隙A的间隙长度之和，所述半椭圆的半长轴等于所述半圆的半径的1.6-1.8倍，优选1.7倍。 [0007] 优选，所述外间隙B的间隙长度等于偏心距C的2倍与所述内间隙A的间隙长度之和，所述半椭圆的半长轴等于所述半圆的半径的1.6倍。 [0008] 优选，使用所述钻具30次卡死次数不超过3次，优选2次，更有选1次，最优选0次。 [0009] 技术效果 [0010] 本发明具有的优点和积极效果是： [0011] 与现有技术相比，本发明的实施例提供了一种横截面上内圆与外圆的圆心均没落在旋转轴心上的钻头，有效防止了取样时蹩钻或者卡钻现象的发生。包含该钻头的钻具在进行取样时，能够很方便地取出整个钻具。本发明制备的钻具克服目前地层取芯钻头容易导致蹩钻、卡钻等事故发生的不足。本发明在现有采用偏斜方式解决卡钻的基础之上，利用内外偏心相结合，根据长时间的实践总结，在很大范围内的调配长度之间的关系，从而提出一种改进防卡钻具，实践证明防卡效果较好。具体参见表1。附图说明 [0012] 图1是本发明钻具截面示意图。 [0013] 1钻头，2钻杆连接处，3同心点，4外岩芯，5内岩芯，6半椭圆半长轴，7半圆半径，8(钻头1与内岩芯5之间的)钻头内间隙，9半圆，10半椭圆，11排屑槽口，12(钻头1与外岩芯4之间的)钻头外间隙，13突起。 具体实施方式[0014] 实施例1 [0015] 一种防卡钻具，包括钻头和钻杆，其特征在于：所述钻头(1)由一个半圆(9)和一个半椭圆(10)组成，所述半圆(9)的外表面是半圆形，所述半椭圆(10)的外表面是半椭圆形，所述半圆形和所述半椭圆形共同构成了所述钻头(1)的外表面，所述钻头(1)的内表面呈圆形，在所述钻头(1)的外表面上具有排屑槽口(11)，所述钻头(1)的内表面的所述圆形的圆心与所述半圆(9)的圆心同心，且也与半椭圆(10)同心，均为同心点(3)，在所述钻头(1)的内表面均匀排布有若干向内的突起(13)，所述突起(13)为钴镍合金制成，在钻头(1)与内岩芯(5)之间具有钻头内间隙A(8)，在钻头(1)与外岩芯(4)之间形成钻头外间隙B(12)，所述外间隙B的间隙长度大于所述内间隙A的间隙长度，所述钻杆的钻杆连接处(2)与所述同心点(3)之间偏移一定距离，为偏心距C(图中未示出)，且满足如下关系：所述外间隙B的间隙长度等于偏心距C的3倍与所述内间隙A(8)的间隙长度之和，所述半椭圆的半长轴(6)等于所述半圆的半径(7)的1.8倍。 [0016] 实施例2 [0017] 一种防卡钻具，包括钻头和钻杆，其特征在于：所述钻头(1)由一个半圆(9)和一个半椭圆(10)组成，所述半圆(9)的外表面是半圆形，所述半椭圆(10)的外表面是半椭圆形，所述半圆形和所述半椭圆形共同构成了所述钻头(1)的外表面，所述钻头(1)的内表面呈圆形，在所述钻头(1)的外表面上具有排屑槽口(11)，所述钻头(1)的内表面的所述圆形的圆心与所述半圆(9)的圆心同心，且也与半椭圆(10)同心，均为同心点(3)，在所述钻头(1)的内表面均匀排布有若干向内的突起(13)，所述突起(13)为钴镍合金制成，在钻头(1)与内岩芯(5)之间具有钻头内间隙A(8)，在钻头(1)与外岩芯(4)之间形成钻头外间隙B(12)，所述外间隙B的间隙长度大于所述内间隙A的间隙长度，所述钻杆的钻杆连接处(2)与所述同心点(3)之间偏移一定距离，为偏心距C，且满足如下关系：所述外间隙B的间隙长度等于偏心距C的2倍与所述内间隙A(8)的间隙长度之和，所述半椭圆的半长轴(6)等于所述半圆的半径(7)的1.6倍。通过实施例1和2，对其钻进效率和钻头的力学性能进行测试，以及重要指标卡死次数的具体结果见表1. [0018] 表1：性能测试表 [0019] |
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