本發(fā)明涉及煤田地質(zhì)鉆孔套管錯(cuò)斷扶正技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆頭。

背景技術(shù)：

煤田地質(zhì)勘探是煤田開發(fā)生產(chǎn)的一項(xiàng)重要任務(wù)，在遇到厚度在300米至500米的較厚新地層時(shí)，使用傳統(tǒng)的泥漿無法克服粘土層膨脹的情況下，均采用下套管的辦法保證鉆孔通暢實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。當(dāng)鉆孔下套管后，由于在腐蝕性煤、氣和水介質(zhì)和地層的蠕動和地應(yīng)力變化的長期作用下會使套管發(fā)生錯(cuò)斷，并且鉆桿在鉆孔內(nèi)長期旋轉(zhuǎn)敲打摩擦套管也會引起套管磨損錯(cuò)斷。在套管錯(cuò)斷將導(dǎo)致鉆具無法繼續(xù)下至孔底進(jìn)行正常鉆進(jìn)生產(chǎn)。

目前，套管錯(cuò)斷主要分為坍塌性錯(cuò)斷和非坍塌性錯(cuò)斷，對于這兩種套管錯(cuò)斷情況。傳統(tǒng)的解決方法是，鉆孔完全被錯(cuò)斷后的套管堵塞，采用磨削套管或者錯(cuò)斷的套管以下的封孔，而后重新開孔，在新孔中繼續(xù)作業(yè)。

但是，針對兩種套管錯(cuò)斷均采用磨削或封孔后重新開孔的方法，并不經(jīng)濟(jì)。針對坍塌性錯(cuò)斷情況較為嚴(yán)重，無法補(bǔ)救時(shí)，采用上述方法可行，但是針對非坍塌性錯(cuò)斷，采用上述方法將造成生產(chǎn)材料及鉆孔進(jìn)尺的無效浪費(fèi)，不符合經(jīng)濟(jì)高效節(jié)本的生產(chǎn)進(jìn)尺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鉆頭，可以用于扶正不同內(nèi)徑尺寸的錯(cuò)斷的套管，多段套管重復(fù)且連續(xù)使用，提高錯(cuò)斷的套管的扶正效果，節(jié)約鉆孔進(jìn)尺，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)本的生產(chǎn)進(jìn)尺。

本發(fā)明提供一種鉆頭，用于扶正錯(cuò)斷的套管，包括鉆頭本體，鉆頭本體沿鉆進(jìn)軸線方向依次包括鉆尖部和鉆尾部，鉆尾部用于與鉆桿連接。

鉆尖部為回轉(zhuǎn)體，且鉆尖部的直徑由鉆尖部的尖端至鉆尖部中段依次增大，鉆尖部的最大直徑與套管內(nèi)徑相吻合。

在上述的鉆頭中，優(yōu)選的是，鉆頭本體內(nèi)部沿鉆進(jìn)軸向開設(shè)有貫穿鉆頭本體的出水通道。

在上述的鉆頭中，優(yōu)選的是，鉆尖部的外壁上還設(shè)有多個(gè)間隔分布的片狀鉆牙。

在上述的鉆頭中，優(yōu)選的是，鉆牙所在的平面與鉆頭本體的軸線平行。

在上述的鉆頭中，優(yōu)選的是，鉆牙以鉆頭本體中心線為軸螺旋設(shè)置，鉆牙的旋向與鉆頭轉(zhuǎn)動方向相同。

在上述的鉆頭中，優(yōu)選的是，鉆尾部與鉆桿通過螺紋連接。

在上述的鉆頭中，優(yōu)選的是，鉆尾部的直徑由鉆尾部的尾端至鉆尾部中段依次增大，鉆尾部的最大直徑與套管內(nèi)徑相吻合。

在上述的鉆頭中，優(yōu)選的是，鉆尖部的尖端至鉆尖部中段、鉆尾部的尾端至鉆尾部中段均通過弧線過渡。

在上述的鉆頭中，優(yōu)選的是，鉆頭本體的內(nèi)部開設(shè)有中空腔體，中空腔體為梭形的回轉(zhuǎn)體，中空腔體的兩端分別位于鉆尖部和鉆尾部，中空腔體的直徑由兩端向中段依次增大，中空腔體與出水通道連通或者不連通。

在上述的鉆頭中，優(yōu)選的是，鉆牙為碳化鎢基體-氮化鋁鉻涂層的鉆牙。

本發(fā)明提供一種鉆頭，可以根據(jù)不同套管的內(nèi)徑，設(shè)計(jì)生產(chǎn)不同直徑的鉆頭以使其可用于扶正不同內(nèi)徑尺寸的錯(cuò)斷的套管；通過鉆頭鉆入錯(cuò)斷的套管內(nèi)部，利用鉆頭的鉆尖部和鉆尾部配合，提高錯(cuò)斷的套管的扶正效果，滿足多段套管重復(fù)且連續(xù)使用；避免使用現(xiàn)有技術(shù)中磨削錯(cuò)斷的套管后重新開孔的技術(shù)手段，節(jié)約鉆井的鉆孔進(jìn)尺，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)本的生產(chǎn)進(jìn)尺。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的開設(shè)有中空腔體的鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10-鉆頭本體；

11-鉆尖部；

12-鉆尾部；

20-出水通道；

30-鉆牙；

40-中空腔體。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的開設(shè)有中空腔體的鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種鉆頭，用于扶正錯(cuò)斷的套管，包括鉆頭本體10，鉆頭本體10沿鉆進(jìn)軸線方向依次包括鉆尖部11和鉆尾部12，鉆尾部12用于與鉆桿連接。

鉆尖部11為回轉(zhuǎn)體，且鉆尖部11的直徑由鉆尖部11的尖端至鉆尖部11中段依次增大，鉆尖部11的最大直徑與套管內(nèi)徑相吻合。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的鉆頭，用于扶正錯(cuò)斷的套管。當(dāng)套管發(fā)生小幅度錯(cuò)斷時(shí)，停止鉆進(jìn)作業(yè)，取出位于套管內(nèi)部的鉆進(jìn)鉆桿。將本發(fā)明實(shí)施例提供的鉆頭安裝在鉆桿上后，下至套管錯(cuò)斷位置，首先由鉆尖部11接觸套管，由于鉆尖部11的端部直徑較小，可便于其卡入套管內(nèi)壁，從而保證整個(gè)鉆頭本體10進(jìn)入套管內(nèi)部。隨著鉆桿帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆尖部11的中段逐漸接觸套管內(nèi)壁，鉆尖部11的直徑不斷增加，直至最大直徑處與套管內(nèi)壁接觸。由于鉆尖部11的最大直徑與套管的內(nèi)徑相吻合，因此鉆尖部11可完全卡合在套管內(nèi)部，支撐起錯(cuò)斷、彎曲或變形的套管，使其恢復(fù)原形或原位，從而達(dá)到扶正錯(cuò)斷套管的目的。

此外，在本實(shí)施例中，鉆尖部11為回轉(zhuǎn)體，其回轉(zhuǎn)圍繞的軸線即為鉆頭本體10的中心線，該中心線與鉆桿中心線重合，鉆桿可帶動鉆頭以中心線為軸轉(zhuǎn)動。

具體的，鉆頭本體10內(nèi)部沿鉆進(jìn)軸向開設(shè)有貫穿鉆頭本體10的出水通道20。

需要說明的是，在本發(fā)明實(shí)施例提供的鉆頭本體10內(nèi)部開設(shè)有出水通道20，該出水通道20沿鉆進(jìn)軸向貫穿整個(gè)鉆頭本體10設(shè)置。該出水通道20與供水管道連通，用于向鉆尖部11供水，由于鉆進(jìn)過程中會產(chǎn)生大量的廢屑以及摩擦產(chǎn)生熱量，廢屑較多會引起套管堵塞，影響出油或出氣；熱量較高，如不及時(shí)降溫會損壞套管內(nèi)壁。因此，利用向鉆尖部11通水，可沖洗廢屑和降溫。在實(shí)際的施工生產(chǎn)過程中，水還可用清洗劑或清洗液代替，清洗劑或清洗液一般由表面活性劑及其溶劑組成，不僅用于降溫和清洗，還可用于清洗套管內(nèi)壁難以清除的殘留污垢，保護(hù)套管內(nèi)壁。

優(yōu)選的，鉆尖部11的外壁上還設(shè)有多個(gè)間隔分布的片狀鉆牙30。

需要說明的是，在鉆尖部11的外壁上還設(shè)有多個(gè)間隔分布的片狀鉆牙30，鉆牙30沿鉆進(jìn)軸向分布，鉆牙30可減小鉆頭與套管內(nèi)壁的接觸面積，增加鉆頭的鉆進(jìn)應(yīng)力，更利用其鉆入。更進(jìn)一步，鉆尖部11產(chǎn)生的熱量和廢屑還可通過鉆牙30與鉆牙30之間的縫隙排出。在本實(shí)施例中，鉆牙30為片狀，而在實(shí)際使用過程中，鉆牙30還可選用錐體狀或鋸齒狀等其他結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明實(shí)施例中對此不做限定。

此外，在本發(fā)明實(shí)施例中，鉆牙30設(shè)置在鉆尖部11的外壁上。在實(shí)際使用中，鉆牙30還可分布于整個(gè)鉆牙30本體外壁，即鉆尾部12也可設(shè)置鉆牙30，提高鉆頭的鉆進(jìn)效果。

作為一種可選的實(shí)施方式，鉆牙30所在的平面與鉆頭本體10的軸線平行。

需要說明的是，當(dāng)鉆牙30為片狀結(jié)構(gòu)時(shí)，該片狀結(jié)構(gòu)的鉆牙30所在平面可與鉆頭本體10軸線平行，多個(gè)鉆牙30間隔相同距離分布設(shè)置在鉆牙30本體外壁，多個(gè)鉆牙30之間形成用于排出廢屑和熱量的矩形凹槽。

作為一種可選的實(shí)施方式，鉆牙30以鉆頭本體10中心線為軸螺旋設(shè)置，鉆牙30的旋向與鉆頭轉(zhuǎn)動方向相同。

需要說明的是，片狀的鉆牙30還可以鉆頭本體10中心線為軸，螺旋狀分布在鉆頭本體10的外壁上，并且鉆牙30的螺旋旋向與鉆頭轉(zhuǎn)動方向相同，增加鉆牙30的鉆進(jìn)力度。進(jìn)一步地，鉆牙30可由多條螺旋分布的片狀鉆牙30組成，也可僅由一條完整的螺旋狀鉆牙30構(gòu)成。在上述的兩種鉆牙30中，螺旋分布的鉆牙30之間均會形成用于排除廢屑和熱量的螺旋形凹槽。

具體的，鉆尾部12與鉆桿通過螺紋連接。

需要說明的是，在本實(shí)施例中，鉆尾部12與鉆桿至通過螺紋連接，此連接方式屬于可拆卸式連接，可便于操作中的拆卸及更換不用直徑尺寸的鉆頭，適用于不同內(nèi)徑的錯(cuò)斷套管扶正。在實(shí)際使用中，鉆頭與螺桿之間可通過焊接的不可拆卸式連接，增加連接的穩(wěn)定性；還可通過卡扣的可拆卸式連接，滿足鉆桿帶動鉆頭轉(zhuǎn)動及沿鉆進(jìn)方向前進(jìn)或后退的移動。

此外，鉆尾部12的直徑由鉆尾部12的尾端至鉆尾部12中段依次增大，鉆尾部12的最大直徑與套管內(nèi)徑相吻合。

需要說明的是，鉆尾部12的直徑可與鉆尖部11最大直徑相同，使得整個(gè)鉆頭由鉆尖部11至鉆尾部12形成錐體狀的結(jié)構(gòu)。而在本實(shí)施例中，鉆尾部12的直徑由鉆尾部12的尾端至鉆尾部12中段依次增大，并且鉆尾部12的最大直徑與套管內(nèi)徑相吻合，使得整個(gè)鉆頭由鉆尖部11至鉆尾部12形成“棗狀”結(jié)構(gòu)，該“棗狀”結(jié)構(gòu)的鉆頭可減輕其整體重量，便于鉆尾部12與鉆桿的連接，以及便于施工人員的操作。

優(yōu)選的，鉆尖部11的尖端至鉆尖部11中段、鉆尾部12的尾端至鉆尾部12中段均通過弧線過渡。

需要說明的是，限定鉆尖部11的尖端至鉆尖部11中段，以及鉆尾部12的尾端至鉆尾部12中段均通過弧線過渡，可以保證鉆頭本體10外壁為圓滑的弧形，該鉆頭本體10可形成類似“棗狀”的結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)在鉆頭鉆進(jìn)過程中可減小鉆進(jìn)阻力。

優(yōu)選的，鉆頭本體10的內(nèi)部開設(shè)有中空腔體40，中空腔體40為梭形的回轉(zhuǎn)體，中空腔體40的兩端分別位于鉆尖部11和鉆尾部12，中空腔體40的直徑由兩端向中段依次增大，中空腔體40與出水通道20連通或者不連通。

需要說明的是，如圖2所示，為減輕整個(gè)鉆頭本體10的重量，可在鉆頭本體10內(nèi)部開設(shè)中空腔體40。并且中空腔體40為梭形的回轉(zhuǎn)體，其兩端分別位于鉆頭本體10的鉆尖部11和鉆尾部12，其直徑由兩端向中段依次增大。并且其內(nèi)壁表面通過圓滑的弧線過渡連接形成，因此，中空腔體40內(nèi)壁也可形成類似于鉆頭本體10的“棗狀”結(jié)構(gòu)。中空腔體40的“棗狀”結(jié)構(gòu)不僅可以最大程度的增加其容積，減輕鉆頭本體10的重量，并且保證和鉆頭本體10外壁相同的形狀，可以提高鉆頭鉆進(jìn)過程中的穩(wěn)定性，防止鉆頭本體10由于本身體積及重量分布不均勻而影響鉆進(jìn)速率及穩(wěn)定程度。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，該中空腔體40可選擇與出水通道20連通或不連通，在本發(fā)明實(shí)施例中對此不作限定。

優(yōu)選的，鉆牙30為碳化鎢基體-氮化鋁鉻涂層的鉆牙30。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的鉆牙30為合金材質(zhì)，其為碳化鎢基體，在基體外層添加氮化鋁鉻涂層，其中碳化鎢基體的硬度較高，一般都在HRC90度以上。而氮化鋁鉻涂層為單層涂層，厚度一般為4μm，并且其微硬度達(dá)3200HV，保證了該碳化鎢基體-氮化鋁鉻涂層合金材質(zhì)的鉆牙30具有較高的硬度，完全滿足鉆進(jìn)需要。

本發(fā)明提供的鉆頭，可以根據(jù)不同套管的內(nèi)徑，設(shè)計(jì)生產(chǎn)不同直徑的鉆頭以使其可用于扶正不同內(nèi)徑尺寸的錯(cuò)斷的套管；通過鉆頭鉆入錯(cuò)斷的套管內(nèi)部，利用鉆頭的鉆尖部11和鉆尾部12配合，提高錯(cuò)斷的套管的扶正效果，滿足多段套管重復(fù)且連續(xù)使用；避免使用現(xiàn)有技術(shù)中磨削錯(cuò)斷的套管后重新開孔的技術(shù)手段，節(jié)約鉆井的鉆孔進(jìn)尺，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)本的生產(chǎn)進(jìn)尺。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。