一種用于開采可燃冰的鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉆頭，特別涉及一種用于開采可燃冰的鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前已經(jīng)探明，海底可燃冰的儲量極其豐富，世界各國都在探索如何開采。海底表層可燃冰的開采相對較易，因此是優(yōu)先開采的對象。目前，對于海底表層可燃冰的開采擬采用固態(tài)流化開采方式，即將固體的可燃冰藏破碎成細(xì)小顆粒，并以流化方式輸送至鉆采平臺。
[0003]設(shè)計高效且實(shí)用的開采工具是實(shí)現(xiàn)可燃冰藏商業(yè)開采的關(guān)鍵步驟之一。其中，第一個核心科學(xué)問題就是采用什么方式安全破碎海底表層的可燃冰藏，目前，對于海底破巖的現(xiàn)有可參照的采掘機(jī)械主要有以下幾種方式:1、海底探測與采礦機(jī)械，這一類機(jī)械是以海底探礦取樣為目的，或者只是在海底表面少量獲取貴重礦藏為目的，其采用的裝置主要有鏈斗式采礦裝置、氣壓式采礦裝置和水泵式采礦裝置。這類機(jī)械由于采礦量太小，因此并不適用海底可燃冰藏的大規(guī)模采掘。2、海上鉆井機(jī)械，這一類機(jī)械是利用鉆頭破碎海底巖石以形成井眼，并將取芯巖樣或巖肩運(yùn)移到海上平臺。這類機(jī)械的最大優(yōu)點(diǎn)是由于采用了鉆井隔水管，使得整個操作過程安全可靠，但是，由于取樣量非常有限，所以也不適合海底可燃冰藏的大規(guī)模開采。3、海底開溝機(jī)械，這一類機(jī)械的目的只是在海底開挖出一個溝槽以便鋪設(shè)管道或者各種纜線，其開溝機(jī)械工作方式主要有管道犁式開溝法、鉸吸式開溝法和沖射式開溝法等。海底開溝機(jī)械雖然開挖量比較大，但考慮到采掘面安全問題，這類機(jī)械也不能直接借用過來用以開采可燃冰。另外，其開挖的泥土或巖石被直接卸入海底的其他部位，不需要運(yùn)輸?shù)胶Ｃ妫删虺龅目扇急蟊仨毭荛]安全的輸送到海上平臺的容器內(nèi)。因此，要想進(jìn)行海底表層可燃冰藏的直接、大規(guī)模、高效且安全地采掘，亟待研宄一種全新的海底可燃冰藏破碎采掘裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于開采可燃冰的鉆頭，以實(shí)現(xiàn)海底表層可燃冰的高效、大規(guī)模破碎以及全部收集和輸送。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種用于開采可燃冰的鉆頭，其特征在于:其包括鉆頭本體、切削部分和排削部分；所述鉆頭本體包括中空連接管，設(shè)置在所述連接管一端的外壁，所述連接管貫穿所述外壁，設(shè)置在所述外壁內(nèi)的所述連接管一端的底板，以及一內(nèi)壁；所述切削部分包括若干設(shè)置在所述外壁上的第一切削刀片，若干設(shè)置在所述外壁底端的第二切削刀片，以及若干設(shè)置在所述內(nèi)壁上的第三切削刀片；所述排削部分包括若干開設(shè)在所述底板上的第一通孔，若干開設(shè)在所述底板上方的所述連接管管壁上的第二通孔，以及可移動地插設(shè)在所述連接管內(nèi)的中空連接件。
[0006]所述連接管、所述外壁、所述底板和所述內(nèi)壁一體設(shè)置；所述外壁為半球形結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)壁為設(shè)置在所述底板的外邊緣與所述外壁底部內(nèi)壁之間的圓臺狀結(jié)構(gòu)。
[0007]所述第一切削刀片包括若干沿所述外壁的軸向等間距設(shè)置在其上的外刀翼，以及若干鑲嵌在每一所述外刀翼上的外齒。
[0008]所述底板的中心設(shè)置有尖齒，沿所述底板的徑向等間距設(shè)置若干直刀翼，每一所述直刀翼上均鑲嵌若干圓形齒。
[0009]所述第三切削刀片包括設(shè)置在每一所述直刀翼末端和所述內(nèi)壁底端之間的所述內(nèi)壁上的螺旋刀翼，每一所述螺旋刀翼均鑲嵌有若干圓形齒。
[0010]所述鉆頭本體的底端均勻設(shè)置若干凸臺，相鄰所述凸臺之間形成若干凹槽，每一所述凸臺上均設(shè)置所述第二切削刀片，所述第二切削刀片包括若干梯形齒和圓形齒。
[0011]所述連接件為花鍵，所述連接管內(nèi)壁開設(shè)有若干與所述花鍵配合的花鍵槽。
[0012]所述外刀翼、所述直刀翼和所述螺旋刀翼均為四個。
[0013]所述第一通孔為四個，所述第二通孔為六個。
[0014]本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，其達(dá)到的技術(shù)效果為:1、由于本發(fā)明的外壁、內(nèi)壁、底端以及底板上均設(shè)置有切削齒，且能夠通過驅(qū)動花鍵開啟或者關(guān)閉另一通孔，從而既可以沿豎向破碎可燃冰，又可以沿橫向破碎可燃冰，而且經(jīng)破碎的可燃冰均能通過不同的方式輸送至連接管，經(jīng)由連接管輸送至鉆井平臺，因此能夠有效實(shí)現(xiàn)海底可燃冰的高效和大規(guī)模的破碎、收集以及運(yùn)輸。2、由于本發(fā)明相鄰直刀翼之間的底板上均開設(shè)有通孔，因此，能夠保證鉆頭在運(yùn)行過程中的受力均衡，從而提高鉆頭的功能穩(wěn)定性。3、由于本發(fā)明底端均勻設(shè)置若干凸臺，相鄰?fù)古_之間形成若干凹槽，每一凸臺上均設(shè)置若干梯形齒和圓形齒，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明在下鉆時的全面覆蓋開采，從而提高開采效率。4、由于本發(fā)明在工作過程中，海水能夠進(jìn)入本發(fā)明的內(nèi)腔，因此，不僅能夠有效冷卻鉆頭，而且在海水的沖擊作用下，能夠提高排削效果。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0016]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明的俯視示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明的仰視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，本發(fā)明涉及的一種用于開采可燃冰的鉆頭包括一鉆頭本體、切削部分和排削部分。其中，鉆頭本體包括其內(nèi)壁開設(shè)有花鍵槽3的連接管2，與連接管2 —體設(shè)置的半球形外壁7，連接管2貫穿外壁7，一體設(shè)置在連接管2底部的底板5，以及一體設(shè)置在底板5外邊緣與外壁7底部內(nèi)壁之間的圓臺狀內(nèi)壁9。
[0020]如圖1?圖3所示，切削部分包括若干沿外壁7的軸向等間距設(shè)置在其上的外刀翼11，若干鑲嵌在每一外刀翼11上的外齒12。一設(shè)置在底板5中心的尖齒6，若干沿底板5的徑向等間距設(shè)置在其上的直刀翼13，若干鑲嵌在每一直刀翼13上的圓形齒14。若干設(shè)置在每一直刀翼13末端和內(nèi)壁9底端之間的螺旋刀翼10，若干鑲嵌在每一螺旋刀翼10上的圓形齒8。鉆頭本體的底端均勻設(shè)置若干凸臺16，相鄰?fù)古_16之間形成若干凹槽15，每一凸臺16上均設(shè)置若干梯形齒17和圓形齒17’。[0021 ] 排削部分包括開設(shè)在相鄰直刀翼13之間底板5上的通孔18，若干開設(shè)在底板5上方連接管2管壁上的另一通孔4，以及同軸插設(shè)在連接管2上的中空花鍵I。
[0022]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，外刀翼11、直刀翼13和螺旋刀翼10均為四個。
[0023]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，通孔18為四個，另一通孔4為六個。
[0024]下面詳細(xì)說明本發(fā)明的使用方法:
[0025]當(dāng)沿豎直方向開采可燃冰時，花鍵I沿花鍵槽3下移至底板5，花鍵I將另一通孔4全部覆蓋，啟動鉆頭，開采物經(jīng)螺旋刀翼10和其上的圓形齒8、以及底部的梯形齒17和圓形齒17’破碎，并通過通孔18和中空花鍵I進(jìn)入連接管2。
[0026]當(dāng)沿橫向開采可燃冰時，驅(qū)動花鍵I上移，打開另一通孔4，可燃冰經(jīng)外刀翼11破碎，并通過另一通孔4和中空花鍵I進(jìn)入連接管2。
[0027]本發(fā)明還可用于河道清淤、采砂等工作。
[0028]上述實(shí)施方式旨在舉例說明本發(fā)明可為本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)或使用，對上述實(shí)施方式進(jìn)行修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，故本發(fā)明包括但不限于上述實(shí)施方式，任何符合本權(quán)利要求書或說明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點(diǎn)的方法、工藝、產(chǎn)品，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于開采可燃冰的鉆頭，其特征在于:其包括鉆頭本體、切削部分和排削部分；所述鉆頭本體包括中空連接管，設(shè)置在所述連接管一端的外壁，所述連接管貫穿所述外壁，設(shè)置在所述外壁內(nèi)的所述連接管一端的底板，以及一內(nèi)壁；所述切削部分包括若干設(shè)置在所述外壁上的第一切削刀片，若干設(shè)置在所述外壁底端的第二切削刀片，以及若干設(shè)置在所述內(nèi)壁上的第三切削刀片；所述排削部分包括若干開設(shè)在所述底板上的第一通孔，若干開設(shè)在所述底板上方的所述連接管管壁上的第二通孔，以及可移動地插設(shè)在所述連接管內(nèi)的中空連接件。
2.如權(quán)利要求1所述的用于開采可燃冰的鉆頭，其特征在于:所述連接管、所述外壁、所述底板和所述內(nèi)壁一體設(shè)置；所述外壁為半球形結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)壁為設(shè)置在所述底板的外邊緣與所述外壁底部內(nèi)壁之間的圓臺狀結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于開采可燃冰的鉆頭，其特征在于:所述第一切削刀片包括若干沿所述外壁的軸向等間距設(shè)置在其上的外刀翼，以及若干鑲嵌在每一所述外刀翼上的外齒。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的用于開采可燃冰的鉆頭，其特征在于:所述底板的中心設(shè)置有尖齒，沿所述底板的徑向等間距設(shè)置若干直刀翼，每一所述直刀翼上均鑲嵌若干圓形齒。
5.如權(quán)利要求4所述的用于開采可燃冰的鉆頭，其特征在于:所述第三切削刀片包括設(shè)置在每一所述直刀翼末端和所述內(nèi)壁底端之間的所述內(nèi)壁上的螺旋刀翼，每一所述螺旋刀翼均鑲嵌有若干圓形齒。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的用于開采可燃冰的鉆頭，其特征在于:所述鉆頭本體的底端均勻設(shè)置若干凸臺，相鄰所述凸臺之間形成若干凹槽，每一所述凸臺上均設(shè)置所述第二切削刀片，所述第二切削刀片包括若干梯形齒和圓形齒。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的用于開采可燃冰的鉆頭，其特征在于:所述連接件為花鍵，所述連接管內(nèi)壁開設(shè)有若干與所述花鍵配合的花鍵槽。
8.如權(quán)利要求5所述的用于開采可燃冰的鉆頭，其特征在于:所述外刀翼、所述直刀翼和所述螺旋刀翼均為四個。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的用于開采可燃冰的鉆頭，其特征在于:所述第一通孔為四個，所述第二通孔為六個。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于開采可燃冰的鉆頭，其包括鉆頭本體、切削部分和排削部分；鉆頭本體包括中空連接管，設(shè)置在連接管一端的外壁，連接管貫穿外壁，設(shè)置在外壁內(nèi)的連接管一端的底板，以及一內(nèi)壁；切削部分包括若干設(shè)置在外壁上的第一切削刀片，若干設(shè)置在外壁底端的第二切削刀片，以及若干設(shè)置在內(nèi)壁上的第三切削刀片；排削部分包括若干開設(shè)在底板上的第一通孔，若干開設(shè)在底板上方的連接管管壁上的第二通孔，以及可移動地插設(shè)在連接管內(nèi)的中空連接件。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)海底表層可燃冰的高效、大規(guī)模破碎以及全部收集和輸送，可廣泛用于海底表層可燃冰開采領(lǐng)域。
【IPC分類】E21B10-43, E21B43-01
【公開號】CN104533296
【申請?zhí)枴緾N201410814838
【發(fā)明人】伍開松, 廉棟, 代茂林, 賈同威, 鄧濤, 崔荃, 徐帥兵
【申請人】西南石油大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月24日