一種防卡鉆具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防卡鉆具，包括鉆頭和鉆桿，所述鉆頭(1)由一個半圓(9)和一個半橢圓(10)組成，所述半圓(9)的外表面是半圓形，所述半橢圓(10)的外表面是半橢圓形，所述半圓形和所述半橢圓形共同構(gòu)成了所述鉆頭(1)的外表面，所述鉆頭(1)的內(nèi)表面呈圓形，在所述鉆頭(1)的外表面上具有排屑槽口(11)，所述鉆頭(1)的內(nèi)表面的所述圓形的圓心與所述半圓(9)的圓心同心，且也與半橢圓(10)同心。本發(fā)明的防卡鉆具有效防止了取樣時蹩鉆或者卡鉆現(xiàn)象的發(fā)生，利用內(nèi)外偏心相結(jié)合，根據(jù)長時間的實(shí)踐總結(jié)，在很大范圍內(nèi)的調(diào)配長度之間的關(guān)系，從而提出一種改進(jìn)防卡鉆具，實(shí)踐證明防卡效果較好。
【專利說明】一種防卡鉆具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鉆頭，尤其涉及一種防卡鉆具。

【背景技術(shù)】
[0002] 卡鉆現(xiàn)象常常出現(xiàn)，而卡鉆通常由不同因素引起，例如（1)用沖擊鉆施工時，出現(xiàn) 梅花孔，沖擊鉆頭被狹窄部位卡??；（2)坍孔、落石或工具掉進(jìn)孔內(nèi)，卡住鉆頭；（3)長護(hù)筒 傾斜，下端為鉆頭沖擊變形，同鉆頭卡在一起；(4)未及時焊補(bǔ)鉆頭，鉆孔直徑逐漸減小，而 焊補(bǔ)超限，又用高沖程猛擊，發(fā)生卡鉆；（5)伸入孔內(nèi)不大的探頭石未被打碎，卡住沖擊錐 頂或錐腳；(6)下鉆太猛，大繩松放太多，鉆頭碰撞在孔內(nèi)傾倒，頂住孔壁。而引起卡鉆的因 素當(dāng)中均與卡鉆本身抗卡能力不強(qiáng)或鉆頭設(shè)計(jì)不完善導(dǎo)致的，這是最根本的原因。尤其是 石油鉆采領(lǐng)域，石油勘探需要獲取地層巖芯樣本，機(jī)械式旋轉(zhuǎn)井壁取芯儀就是一種在井壁 上橫向鉆取巖心樣本的儀器，它所配備的旋轉(zhuǎn)鉆頭是一個非常重要的工具。旋轉(zhuǎn)鉆頭為空 心結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外圓與被鉆物體如地層或者巖心等等緊密接觸，產(chǎn)生較大摩擦。一旦鉆屑多或 儀器微量移動，都將出現(xiàn)粘卡現(xiàn)象而導(dǎo)致蹩鉆、卡鉆等事故發(fā)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明就是針對這一問題，在現(xiàn)有采用偏 斜方式解決卡鉆的基礎(chǔ)之上，利用內(nèi)外偏心相結(jié)合，根據(jù)長時間的實(shí)踐總結(jié)，在很大范圍內(nèi) 的調(diào)配長度之間的關(guān)系，從而提出一種改進(jìn)防卡鉆具，實(shí)踐證明防卡效果較好，超出了本領(lǐng) 域技術(shù)人員預(yù)料的范圍。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是：一種防卡鉆具，包括鉆頭和鉆桿，所 述鉆頭由一個半圓和一個半橢圓組成，所述半圓的外表面是半圓形，所述半橢圓的外表面 是半橢圓形，所述半圓形和所述半橢圓形共同構(gòu)成了所述鉆頭的外表面，所述鉆頭的內(nèi)表 面呈圓形，在所述鉆頭的外表面上具有排屑槽口，所述鉆頭的內(nèi)表面的所述圓形的圓心與 所述半圓）的圓心同心，且也與半橢圓同心，均為同心點(diǎn)，在所述鉆頭的內(nèi)表面均勻排布有 若干向內(nèi)的突起，所述突起為鈷鎳合金制成，在鉆頭與內(nèi)巖芯之間具有鉆頭內(nèi)間隙A，在鉆 頭與外巖芯之間形成鉆頭外間隙B，所述外間隙B的間隙長度大于所述內(nèi)間隙A的間隙長 度，所述鉆桿的鉆桿連接處與所述同心點(diǎn)之間偏移一定距離，為偏心距C，且滿足如下關(guān)系： 所述外間隙B的間隙長度等于偏心距C的2-3倍與所述內(nèi)間隙A的間隙長度之和，所述半 橢圓的半長軸等于所述半圓的半徑的1. 5-1. 8倍。
[0005] 優(yōu)選，所述外間隙B的間隙長度等于偏心距C的3倍與所述內(nèi)間隙A的間隙長度 之和，所述半橢圓的半長軸等于所述半圓的半徑的1. 5-1. 6倍，優(yōu)選1. 5倍。
[0006] 優(yōu)選，所述外間隙B的間隙長度等于偏心距C的2倍與所述內(nèi)間隙A的間隙長度 之和，所述半橢圓的半長軸等于所述半圓的半徑的1. 6-1. 8倍，優(yōu)選1. 7倍。
[0007] 優(yōu)選，所述外間隙B的間隙長度等于偏心距C的2倍與所述內(nèi)間隙A的間隙長度 之和，所述半橢圓的半長軸等于所述半圓的半徑的1.6倍。
[0008] 優(yōu)選，使用所述鉆具30次卡死次數(shù)不超過3次，優(yōu)選2次，更有選1次，最優(yōu)選0 次。
[0009] 技術(shù)效果
[0010] 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種橫截面上內(nèi)圓與外圓的圓心均沒落 在旋轉(zhuǎn)軸心上的鉆頭，有效防止了取樣時蹩鉆或者卡鉆現(xiàn)象的發(fā)生。包含該鉆頭的鉆具在 進(jìn)行取樣時，能夠很方便地取出整個鉆具。本發(fā)明制備的鉆具克服目前地層取芯鉆頭容易 導(dǎo)致蹩鉆、卡鉆等事故發(fā)生的不足。本發(fā)明在現(xiàn)有采用偏斜方式解決卡鉆的基礎(chǔ)之上，利用 內(nèi)外偏心相結(jié)合，根據(jù)長時間的實(shí)踐總結(jié)，在很大范圍內(nèi)的調(diào)配長度之間的關(guān)系，從而提出 一種改進(jìn)防卡鉆具，實(shí)踐證明防卡效果較好。具體參見表1。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明鉆具截面示意圖。
[0013] 1鉆頭，2鉆桿連接處，3同心點(diǎn)，4外巖芯，5內(nèi)巖芯，6半橢圓半長軸，7半圓半徑， 8 (鉆頭1與內(nèi)巖芯5之間的）鉆頭內(nèi)間隙，9半圓，10半橢圓，11排屑槽口，12 (鉆頭1與外 巖芯4之間的）鉆頭外間隙，13突起。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 一種防卡鉆具，包括鉆頭和鉆桿，其特征在于：所述鉆頭（1)由一個半圓（9)和一 個半橢圓（10)組成，所述半圓（9)的外表面是半圓形，所述半橢圓（10)的外表面是半橢圓 形，所述半圓形和所述半橢圓形共同構(gòu)成了所述鉆頭（1)的外表面，所述鉆頭（1)的內(nèi)表面 呈圓形，在所述鉆頭（1)的外表面上具有排屑槽口（11)，所述鉆頭（1)的內(nèi)表面的所述圓 形的圓心與所述半圓（9)的圓心同心，且也與半橢圓（10)同心，均為同心點(diǎn)（3)，在所述鉆 頭⑴的內(nèi)表面均勻排布有若干向內(nèi)的突起（13)，所述突起（13)為鈷鎳合金制成，在鉆頭 (1) 與內(nèi)巖芯（5)之間具有鉆頭內(nèi)間隙A(8)，在鉆頭⑴與外巖芯（4)之間形成鉆頭外間 隙B(12)，所述外間隙B的間隙長度大于所述內(nèi)間隙A的間隙長度，所述鉆桿的鉆桿連接處 (2) 與所述同心點(diǎn)（3)之間偏移一定距離，為偏心距C(圖中未示出），且滿足如下關(guān)系：所 述外間隙B的間隙長度等于偏心距C的3倍與所述內(nèi)間隙A(8)的間隙長度之和，所述半橢 圓的半長軸（6)等于所述半圓的半徑（7)的1.8倍。
[0016] 實(shí)施例2
[0017] 一種防卡鉆具，包括鉆頭和鉆桿，其特征在于：所述鉆頭（1)由一個半圓（9)和一 個半橢圓（10)組成，所述半圓（9)的外表面是半圓形，所述半橢圓（10)的外表面是半橢圓 形，所述半圓形和所述半橢圓形共同構(gòu)成了所述鉆頭（1)的外表面，所述鉆頭（1)的內(nèi)表面 呈圓形，在所述鉆頭（1)的外表面上具有排屑槽口（11)，所述鉆頭（1)的內(nèi)表面的所述圓 形的圓心與所述半圓（9)的圓心同心，且也與半橢圓（10)同心，均為同心點(diǎn)（3)，在所述鉆 頭⑴的內(nèi)表面均勻排布有若干向內(nèi)的突起（13)，所述突起（13)為鈷鎳合金制成，在鉆頭 (1)與內(nèi)巖芯（5)之間具有鉆頭內(nèi)間隙A(8)，在鉆頭⑴與外巖芯（4)之間形成鉆頭外間 隙B(12)，所述外間隙B的間隙長度大于所述內(nèi)間隙A的間隙長度，所述鉆桿的鉆桿連接處 (2)與所述同心點(diǎn)（3)之間偏移一定距離，為偏心距C，且滿足如下關(guān)系：所述外間隙B的間 隙長度等于偏心距C的2倍與所述內(nèi)間隙A(8)的間隙長度之和，所述半橢圓的半長軸（6) 等于所述半圓的半徑（7)的1.6倍。通過實(shí)施例1和2,對其鉆進(jìn)效率和鉆頭的力學(xué)性能進(jìn) 行測試，以及重要指標(biāo)卡死次數(shù)的具體結(jié)果見表1.
[0018] 表1 :性能測試表
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種防卡鉆具，包括鉆頭和鉆桿，其特征在于：所述鉆頭（1)由一個半圓（9)和一個 半橢圓（10)組成，所述半圓（9)的外表面是半圓形，所述半橢圓（10)的外表面是半橢圓 形，所述半圓形和所述半橢圓形共同構(gòu)成了所述鉆頭（1)的外表面，所述鉆頭（1)的內(nèi)表面 呈圓形，在所述鉆頭（1)的外表面上具有排屑槽口（11)，所述鉆頭（1)的內(nèi)表面的所述圓 形的圓心與所述半圓（9)的圓心同心，且也與半橢圓（10)同心，均為同心點(diǎn)（3)，在所述鉆 頭⑴的內(nèi)表面均勻排布有若干向內(nèi)的突起（13)，所述突起（13)為鈷鎳合金制成，在鉆頭 ⑴與內(nèi)巖芯（5)之間具有鉆頭內(nèi)間隙A(8)，在鉆頭⑴與外巖芯（4)之間形成鉆頭外間 隙B (12)，所述外間隙B的間隙長度大于所述內(nèi)間隙A的間隙長度，所述鉆桿的鉆桿連接處 (2)與所述同心點(diǎn)（3)之間偏移一定距離，為偏心距C，且滿足如下關(guān)系：所述外間隙B的 間隙長度等于偏心距C的2-3倍與所述內(nèi)間隙A (8)的間隙長度之和，所述半橢圓的半長軸 (6)等于所述半圓的半徑（7)的L 5-L 8倍。
2. 如權(quán)利要求1所述的鉆具，其特征在于，所述外間隙B的間隙長度等于偏心距C的3 倍與所述內(nèi)間隙A(8)的間隙長度之和，所述半橢圓的半長軸（6)等于所述半圓的半徑（7) 的 1.5-1. 6 倍。
3. 如權(quán)利要求1所述的鉆具，其特征在于，所述外間隙B的間隙長度等于偏心距C的2 倍與所述內(nèi)間隙A(8)的間隙長度之和，所述半橢圓的半長軸（6)等于所述半圓的半徑（7) 的 1.6-1. 8 倍。
4. 如權(quán)利要求1所述的鉆具，其特征在于，所述外間隙B的間隙長度等于偏心距C的3 倍與所述內(nèi)間隙A(8)的間隙長度之和，所述半橢圓的半長軸（6)等于所述半圓的半徑（7) 的1.6倍。
5. 如權(quán)利要求3所述的鉆具，其特征在于，所述外間隙B的間隙長度等于偏心距C的2 倍與所述內(nèi)間隙A(8)的間隙長度之和，所述半橢圓的半長軸（6)等于所述半圓的半徑（7) 的1. 7倍。
6. 如權(quán)利要求2所述的鉆具，其特征在于，所述外間隙B的間隙長度等于偏心距C的3 倍與所述內(nèi)間隙A(8)的間隙長度之和，所述半橢圓的半長軸（6)等于所述半圓的半徑（7) 的1. 5倍。
7. 如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述鉆具的應(yīng)用，其特征在于，使用所述鉆具30次卡死次數(shù) 不超過3次。
8. 如權(quán)利要求7任一項(xiàng)所述鉆具的應(yīng)用，其特征在于，使用所述鉆具30次卡死次數(shù)為 2次。
9. 如權(quán)利要求7任一項(xiàng)所述鉆具的應(yīng)用，其特征在于，使用所述鉆具30次卡死次數(shù)為 1次。
【文檔編號】E21B10/02GK104265177SQ201410418745
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】郭健, 郭小芳 申請人:江蘇長城石油裝備制造有限公司