專利名稱：鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于勘探鉆機上的鉆頭，特別涉及一種直徑可改變的鉆頭。
背景技術(shù)：
鉆頭是鉆機的核心部件，其決定了鉆機的地層適應(yīng)能力，鉆頭安裝在鉆桿底端，由 動力頭帶動旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)鉆井過程。如圖1所示，目前勘探鉆機上的螺旋片式鉆頭1 一般有主 要由鉆頭體4、螺旋片3、合金頭2等部分組成，該螺旋片3具有固定直徑。由于當鉆桿接長 時連接起來的數(shù)十乃之數(shù)百根鉆桿實際上不可能保持很直，這就使得鉆頭在提升過程中遇 到阻力較大時，往往會發(fā)生卡鉆事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種螺旋式鉆頭，其結(jié)構(gòu)簡單，向下鉆孔時鉆頭的最大直 徑較大，向上提升時鉆頭的最大直徑變小，既有效地降低了升井時卡鉆事故的發(fā)生，又能同 時保證不顯著影響鉆井速度。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的一種勘探用鉆頭，其包括合金頭、鉆頭體以及圍繞所述鉆頭體的螺旋片，合金頭位 于鉆頭體的底端，螺旋片設(shè)置在鉆頭體的外部，鉆頭沿軸向按直徑是否可變分為直徑不變 的不變部分和直徑可變的可變部分，所述可變部分的螺旋片包括不連續(xù)分布的多個螺旋片 單元，所述多個螺旋片單元環(huán)繞鉆頭體呈螺旋線分布，所述不變部分的螺旋片與所述可變 部分的所述多個螺旋片單元處于環(huán)繞鉆頭體的同一螺旋線上，且所述多個螺旋片單元沿螺 旋線圓周環(huán)繞多于1圈；所述螺旋片單元采用樞軸方式與所述鉆頭體進行連接，當向下鉆 井時，所述螺旋片單元的下部受到鉆層物的壓力而將所述螺旋片單元繞所述樞軸張開而使 得所述螺旋片單元所處位置的可變部分的直徑變大，此時可變部分的直徑大于不變部分的 直徑；當向上提升鉆頭時所述螺旋片單元的上部受到鉆層物的壓力而將所述螺旋片單元繞 所述樞軸閉合而使得所述螺旋片單元所處位置的可變部分的直徑變小，此時可變部分的直 徑不大于不變部分的直徑。并且，所述可變部分的最大直徑與所述不變部分的直徑的差值不大于所述不變部分的 直徑的10%。所述不變部分的螺旋片與所述鉆頭體之間通過焊接方式固定連接。所述螺旋片單元的個數(shù)不少于6個。所述鉆頭體上具有與所述螺旋片單元的表面相匹配的結(jié)構(gòu)，以使得螺旋片單元在 承壓時螺旋片單元以及與所述螺旋片單元相接觸的鉆頭體受力部的各處都受力均勻而避 免損壞。


圖1為一種常規(guī)鉆頭的結(jié)構(gòu)；
3
圖2為本發(fā)明勘探用鉆頭的結(jié)構(gòu)；圖3為本發(fā)明鉆頭直徑可變部分的俯視圖(以6個螺旋片單元僅分布在一圈為 例)；圖4為本發(fā)明一個螺旋片單元5的側(cè)視圖(張開狀態(tài))；圖5為本發(fā)明一個螺旋片單元5的側(cè)視圖(閉合狀態(tài))；
具體實施例方式一種勘探用鉆頭的結(jié)構(gòu)如圖2所示鉆頭1包括合金頭2、螺旋片3、鉆頭體4，合 金頭2位于鉆頭體4的底端，螺旋片3設(shè)置在鉆頭體4的外部，其中鉆頭1沿著軸向按直徑 是否可變分為直徑為dl不變的不變部分和最大直徑為d2的可變部分，其中(d2-dl)/dl的 差值不大于10%，以在有效降低卡鉆事故的同時盡量減少對鉆井速度的影響。圖3中不連續(xù)分布的6個螺旋片單元5平均分布在1圈的螺旋線圓周上，其也可 以是多于6個的螺旋片單元分布在一圈或更多圈的螺旋線圓周上。在圖4和5中，螺旋片單元5通過樞軸6與鉆頭體4連接，在鉆頭體4上具有與所 述螺旋片單元5的上、下部接觸表面相匹配的結(jié)構(gòu)(圖中未示出)，以避免在鉆井過程中螺 旋片單元5或鉆頭體的局部受力過大而損壞。如圖4所示，當向下鉆井時，螺旋片單元5的 下部受到鉆層物的壓力而將螺旋片單元5繞樞軸6張開而使得該螺旋片單元5所處位置的 鉆頭直徑變大；如圖5所示，當向上提升鉆頭時，螺旋片單元5的上部受到鉆層物的壓力而 將螺旋片單元5繞樞軸6閉合而使得螺旋片單元5所處位置的鉆頭直徑變小。各螺旋片單 元相互之間的間隔盡可能的縮小，且所述不變部分的螺旋片與所述可變部分的所述多個螺 旋片單元處于環(huán)繞鉆頭體的同一螺旋線上以利于鉆井過程中鉆層物的導(dǎo)出。雖然上面只是簡單描述了本發(fā)明的實施方式，但在不偏離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)特 征的情況下，本發(fā)明還可以用其它的形式來體現(xiàn)。因此，以上的描述僅僅是為了說明，而不 是為了限制。本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求而不是說明書中的以上描述來限定。所 有在權(quán)利要求含義內(nèi)的等價變換均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種勘探用鉆頭，其包括合金頭、鉆頭體以及圍繞所述鉆頭體的螺旋片，合金頭位于鉆頭體的底端，螺旋片設(shè)置在鉆頭體的外部，鉆頭沿軸向按直徑是否可變分為直徑不變的不變部分和直徑可變的可變部分，所述可變部分的螺旋片包括不連續(xù)分布的多個螺旋片單元，所述多個螺旋片單元環(huán)繞鉆頭體呈螺旋線分布，所述不變部分的螺旋片與所述可變部分的所述多個螺旋片單元處于環(huán)繞鉆頭體的同一螺旋線上，且所述多個螺旋片單元沿螺旋線圓周環(huán)繞多于1圈；所述螺旋片單元采用樞軸方式與所述鉆頭體進行連接，當向下鉆井時，所述螺旋片單元的下部受到鉆層物的壓力而將所述螺旋片單元繞所述樞軸張開而使得所述螺旋片單元所處位置的可變部分的直徑變大，此時可變部分的直徑大于不變部分的直徑；當向上提升鉆頭時所述螺旋片單元的上部受到鉆層物的壓力而將所述螺旋片單元繞所述樞軸閉合而使得所述螺旋片單元所處位置的可變部分的直徑變小，此時可變部分的直徑不大于不變部分的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勘探用鉆頭，其特征在于所述鉆頭體上具有與所述螺旋片單 元的表面相匹配的結(jié)構(gòu)，以使得螺旋片單元在承壓時螺旋片單元以及與所述螺旋片單元相 接觸的鉆頭體受力部的各處都受力均勻而避免損壞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勘探用鉆頭，其特征在于，所述可變部分的最大直徑與所述 不變部分的直徑的差值不大于所述不變部分的直徑的10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勘探用鉆頭，其特征在于，所述不變部分的螺旋片與所述鉆 頭體之間通過焊接方式固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勘探用鉆頭，其特征在于，所述螺旋片單元的個數(shù)不少于6個。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種勘探用鉆頭，其包括合金頭、鉆頭體以及圍繞所述鉆頭體的螺旋片，其特征在于鉆頭沿軸向按直徑是否可變分為直徑不變的不變部分和直徑可變的可變部分，其中，當向下鉆井時所述可變部分的直徑大于所述不變部分的直徑，而當向上提升鉆頭時，所述可變部分的直徑不大于所述不變部分的直徑。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低，鉆井效率高，并可有效地降低鉆頭提升過程中的卡鉆事故。
文檔編號E21B10/44GK101906938SQ20101023751
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者張麗娜, 張楠, 段正利, 韓郁林 申請人:段正利