本發(fā)明涉及地質(zhì)巖心鉆探，尤其是涉及一種防斜底噴式高效取心鉆頭。

背景技術(shù)：

1、地質(zhì)鉆探是獲取地下巖心等實物資料的唯一手段，因此取心顯得格外重要。隨著技術(shù)的進步和測試的需要，巖心的直徑要求越來越大。目前，大直徑深孔取心一般提鉆取心為主，這種工藝花費時間長、費用高、效率低，工人勞動強度大，且頻繁提鉆取心的抽汲和激動壓力容易造成地下井壁失穩(wěn)。

2、繩索取心是一種可不提出鉆頭和鉆具從孔底取出巖心的方法，常規(guī)的小直徑繩索取心鉆具通常采用滿眼鉆進，鉆桿與井壁之間的環(huán)空間隙較小，鉆具的穩(wěn)定性好。但大直徑深孔繩索取心時，φ216mm的繩索取心鉆具一般采用φ127mm鉆桿，鉆桿與井壁之間的環(huán)空間隙大，如圖4所示，現(xiàn)有鉆頭鉆頭體為平面結(jié)構(gòu)，在井壁13中鉆進時，易受地層12軟硬不均、地層傾角的因素影響，導致鉆頭體兩側(cè)的鉆進速度不同，從而使鉆頭的水平運動幅度大，鉆頭在孔底的穩(wěn)定性差，鉆頭的水平運動幅度大，容易導致孔斜及巖心被破碎而無法取心或者取心質(zhì)量差、碎巖效率低的問題。

3、因此，亟需一種高效、穩(wěn)定的取心鉆頭。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種防斜底噴式高效取心鉆頭，以解決背景技術(shù)中提到的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種防斜底噴式高效取心鉆頭，包括連接體和設(shè)置在所述連接體端部的鉆頭體，所述鉆頭體上方呈圓臺形結(jié)構(gòu)，下方呈圓柱形結(jié)構(gòu)，所述鉆頭體上方開設(shè)有巖心口，所述巖心口上設(shè)置有防水片，所述鉆頭體上方的母線所在面上固定設(shè)置有刀翼，所述刀翼沿所述鉆頭體的周向方向等距設(shè)置有多扇，相鄰兩個所述刀翼之間形成扇形凹槽，所述扇形凹槽的槽底設(shè)置有噴出口，所述扇形凹槽的槽口兩端分別指向巖心進口及工作層的外壁，所述刀翼一側(cè)設(shè)置有多個不同直徑的切削齒，所述刀翼下方設(shè)置有聚晶金剛石保徑。

3、優(yōu)選的，所述連接體整體呈管狀結(jié)構(gòu)，所述連接體內(nèi)部上方貫通有限位臺階，所述限位臺階與所述巖心口處于同一軸線上，所述連接體下方設(shè)置有內(nèi)螺紋。

4、優(yōu)選的，所述噴出口與所述連接體的管腔連通，所述噴出口為底噴式。

5、優(yōu)選的，所述刀翼設(shè)置為斜坡結(jié)構(gòu)，所述刀翼一側(cè)的所述切削齒直徑為19mm、16mm和13mm，整體呈階梯狀，所述切削齒為pdc復合片。

6、優(yōu)選的，所述防水片為環(huán)形超前pdc復合片，所述防水片設(shè)置有多個，以圓形結(jié)構(gòu)環(huán)繞在所述巖心口上端。

7、優(yōu)選的，所述防水片與所述刀翼相對應(yīng)。

8、因此，本發(fā)明采用上述的一種防斜底噴式高效取心鉆頭，具有以下有益效果：

9、（1）刀翼設(shè)置成斜坡結(jié)構(gòu)，進行超前鉆進時，鉆頭體兩側(cè)破碎速度差異小，從而使鉆頭水平運動幅度小，鉆頭在孔底的穩(wěn)定性好，有利于高效高質(zhì)量取心，同時設(shè)置為斜坡結(jié)構(gòu)，有效的增大了鉆頭的尅取面，井底巖石容易被鉆頭逐級粉碎，巖屑不會累積停留在井底重復研磨，提高了碎巖效率和鉆進速度；

10、（2）設(shè)置有防水片，鉆井液的噴出口噴出的鉆井液被防水片隔離，防止巖心被高速、高壓鉆井液沖刷變小引起巖心直徑過小而無法取心，保護了巖心；

11、（3）刀翼下方設(shè)置有聚晶金剛石保徑，其既具有金剛石高硬度、高耐磨性與導熱性的特性，又具有硬質(zhì)合金的強度與抗沖擊韌性，保證鉆頭的直徑不會因鉆頭持續(xù)工作研磨而造成磨損變小，使鉆頭鉆進形成的鉆孔直徑上下一致，并保證順利鉆進；

12、（4）采用底噴式設(shè)計的噴出口，提高了巖屑的清理效率，避免巖心在井底被重復研磨，提高鉆頭的有效碎巖率，提高鉆進效率；

13、（5）噴出口被扇形凹槽包裹，與巖心隔離，降低了大直徑深孔大泵量沖洗液對巖心的沖蝕作用，改善了pdc鉆頭的排泄、冷卻性能。

14、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

技術(shù)特征：

1.一種防斜底噴式高效取心鉆頭，其特征在于：包括連接體和設(shè)置在所述連接體端部的鉆頭體，所述鉆頭體上方呈圓臺形結(jié)構(gòu)，下方呈圓柱形結(jié)構(gòu)，所述鉆頭體上方開設(shè)有巖心口，所述巖心口上設(shè)置有防水片，所述鉆頭體上方的母線所在面上固定設(shè)置有刀翼，所述刀翼沿所述鉆頭體的周向方向等距設(shè)置有多扇，相鄰兩個所述刀翼之間形成扇形凹槽，所述扇形凹槽的槽底設(shè)置有噴出口，所述扇形凹槽的槽口兩端分別指向巖心進口及工作層的外壁，所述刀翼一側(cè)設(shè)置有多個不同直徑的切削齒，所述刀翼下方設(shè)置有聚晶金剛石保徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防斜底噴式高效取心鉆頭，其特征在于：所述連接體整體呈管狀結(jié)構(gòu)，所述連接體內(nèi)部上方貫通有限位臺階，所述限位臺階與所述巖心口處于同一軸線上，所述連接體下方設(shè)置有內(nèi)螺紋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防斜底噴式高效取心鉆頭，其特征在于：所述噴出口與所述連接體的管腔連通，所述噴出口為底噴式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防斜底噴式高效取心鉆頭，其特征在于：所述刀翼設(shè)置為斜坡結(jié)構(gòu)，所述刀翼一側(cè)的所述切削齒直徑為19mm、16mm和13mm，整體呈階梯狀，所述切削齒為pdc復合片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防斜底噴式高效取心鉆頭，其特征在于：所述防水片為環(huán)形超前pdc復合片，所述防水片設(shè)置有多個，以圓形結(jié)構(gòu)環(huán)繞在所述巖心口上端。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防斜底噴式高效取心鉆頭，其特征在于：所述防水片與所述刀翼相對應(yīng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種防斜底噴式高效取心鉆頭，屬于地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)領(lǐng)域，包括連接體和設(shè)置在所述連接體端部的鉆頭體，所述鉆頭體上方開設(shè)有巖心口，所述巖心口上設(shè)置有防水片，所述鉆頭體的母線所在面上固定設(shè)置有刀翼，所述刀翼沿所述鉆頭體的周向方向等距設(shè)置有多扇，相鄰兩個所述刀翼之間形成扇形凹槽，所述扇形凹槽的槽底設(shè)置有噴出口，所述噴出口與所述連接體的管腔連通，所述扇形凹槽的槽口兩端分別指向巖心進口及工作層的外壁，所述刀翼一側(cè)設(shè)置有多個不同直徑的切削齒，所述刀翼下方設(shè)置有聚晶金剛石保徑。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)，在鉆探時，能夠穩(wěn)定鉆具，提高碎巖效率和取心質(zhì)量，延長鉆頭使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：劉兵,朱恒銀,馮紅喜,封優(yōu)生,辛志鵬,郭東東
受保護的技術(shù)使用者：安徽理工大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15