本发明专利技术提供一种适合破碎地层钻探的钻头，该钻头由钻头外筒、弹簧、立杆、钻头刀盘；所述钻头的工作原理：钻杆和钻头下降到钻底，由钻杆施加给钻头压力通过弹簧传递给立杆，再向钻头刀盘上部施加压力，钻头刀盘围绕连接环旋转，钻头刀盘下部伸到套管外；同时钻头外筒的凹槽和钻头刀盘的凸锥及钻杆套筒凹凸接头均咬合；钻杆旋转扭矩传递给钻头外筒，钻头外筒将旋转传递扭矩给钻头刀盘破岩，钻孔套管向下延伸，岩屑由泥浆循环带至地面；钻探结束钻杆提起，钻头弹簧收缩拉动立杆，钻头刀盘旋转收缩至套管内，钻孔套管防止钻孔出现塌孔；解决的问题是：发明专利技术了一种适用于裂隙岩体、常规钻探易出现塌孔的地层、煤矿采空区上覆破坏岩层的钻探施工的钻头。
【技术实现步骤摘要】
专利技术了一种适用于裂隙发育岩体、常规钻探易出现塌孔的地层、煤矿采空区上覆破坏岩层的钻探施工的钻头。
技术介绍
从钻井工程角度，罗平亚院士对破碎地层的定义:受构造应力作用而原本破碎的地层(完全破碎、大量裂缝……)以及在井眼形成后在上覆压力作用下产生破碎的地层。该类地层的显著特点是:破碎不完整，胶结性差，裂缝发育，常伴有地层压力;这些特点决定了破碎地层孔壁稳定性差，经常出现孔壁坍塌、掉块、卡钻等复杂孔内事故。目前该类地层孔壁稳定的途径:①增加破碎地层破碎岩块之间的胶结力;②能够快速造壁，避免大量冲洗液进入到破碎地层之中；③封堵裂缝，是破碎地层孔壁稳定的核心。④对于具有掉块〃坍塌现象的严重破碎地层，需适度提高冲洗液的密度或粘度。⑤谨慎施工，小心操作，避免由于操作失误引起孔壁的不稳定。钻头的类型对钻孔成形，钻孔速度钻孔质量起到关键性作用。对于破碎地层、裂隙发育岩体、煤矿采空区上覆破坏岩层，钻探工程的钻孔顺利施工，钻孔成形质量都提出了更高要求。该类地层钻探更容易造成塌孔，卡钻，以至于影响钻探顺利进行，甚至无法钻孔作业。为了解决该类地层钻探，工程技术人员提出了各种钻头及钻具，如专利(申请号:201410028994.8)公开了一种煤矿井下松软煤层瓦斯抽采钻孔护孔用钻头，专利(申请号:201210186208.8)公开了一种煤矿瓦斯抽采孔钻头；专利(申请号:201310370838.5)公开了一种适用于穿透园砾层土质的三轴搅拌机钻头；专利(申请号:201410202356.3)公开了一种智能双扩刀翼扩眼粧机钻头。这些专利及技术在各类破碎地层钻探中均取得了好的效果，但开采造成的岩层移动和覆岩破坏有其自身规律，本专利技术了一种适用于裂隙发育岩体、常规钻探易出现塌孔的地层、煤矿采空区上覆破坏岩层的钻探施工的钻头。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于破碎地层钻探的钻头，为实现上述目的，本专利技术的技术方案是:钻头外筒和弹簧之间通过固定盘相连接形成一个整体，弹簧的上接头和钻杆之间采用螺纹连接，弹簧的下接头和立杆之间采用螺纹连接，立杆和钻头刀盘之间采用插销连接，立杆和钻头刀盘连接环之间采用插销连接。钻杆和钻头下降到钻孔内，由钻杆向钻头施加压力，压力通过弹簧传递给立杆，立杆再向钻头刀盘上部施加压力，钻头刀盘围绕固定轴旋转，钻头刀盘下部伸到套管外。钻头外筒的凹槽和钻头刀盘的凸锥及钻杆套筒凹凸接头均咬合，钻杆旋转传递扭矩给钻头外筒，钻头外筒将旋转扭矩传递至钻头刀盘破岩，随钻头刀盘破岩，钻孔套管向下延伸；由钻杆内流入泥浆，钻杆和钻孔套管之间及钻孔套管外排出泥浆，由泥浆循环将带岩肩至地面。钻探结束钻杆提起，钻头弹簧收缩拉动立杆，钻头刀盘旋转收缩至钻孔套管内，钻孔套管防止钻孔出现塌孔。本专利技术的有益技术效果在于:保证破碎地层能正常钻探和顺利成孔。本专利技术的钻头适用于以下类型地层:①裂隙发育岩体;②常规钻探易出现塌孔的地层;③煤矿采空区上覆破坏岩层。【附图说明】图1钻头钻探状态纵剖面示意图。图2钻探收钻头状态纵剖面示意图。图3剖面I横截面示意图。图4剖面I纵截面展开示意图。图5剖面Π横截面示意图。图6剖面Π纵截面展开示意图。图7剖面m横截面示意图。图中:1_钻孔套管2-钻杆3-钻杆套筒4-固定盘5-钻头外筒6_弹簧7_立杆8-插销9-钻头外筒下部凹槽10-钻头刀盘凸锥11-钻头刀盘12-连接环13-钻孔3_la_钻头外筒上部凹凸接头3-lb-钻杆套筒内凹凸接头3-2a-钻头接头外管3-2b-钻头接头内管【具体实施方式】钻头配件之间安装工艺:将弹簧(6)和固定盘(4)安装在一起，在弹簧(6)上接头安装立杆(7)，在立杆(7)下部用销接方式安装钻头刀盘(11)连接环(12)，再在钻头刀盘(11)连接环周围依次用销接方式安装钻头刀盘(11)，最后将弹簧(6)、固定盘(4)、立杆(7)、钻头刀盘连接环(12)和钻头刀盘(11)整体通过固定盘(4)固定在钻头外筒(5)的内壁上。钻头配件之间的连接方式:钻头外筒(5)和弹簧(6)通过固定盘(4)与钻头外筒(5)之间的螺纹相连接形成一个整体，弹簧(6)的上接头和钻杆(2)之间采用螺纹连接，弹簧(6)的下接头和立杆(7)之间采用螺纹连接，立杆(7)和钻头刀盘(11)之间采用销接方式连接，立杆(7)和钻头刀盘(11)连接环(12)之间采用销接方式连接；钻头工作原理:钻杆(2)和钻头下降到钻孔(13)内，由钻杆(2)向钻头内的弹簧(6)施加压力，压力通过弹簧(6)传递给立杆(7)，立杆(7)再向钻头刀盘(11)上部施加压力，钻头刀盘(11)围绕钻头刀盘(11)连接环(12)旋转，钻头刀盘(11)下部伸到套管外；同时钻头外筒凹槽(9)和钻头刀盘凸锥(10)及钻杆套筒凹凸接头(3-lb)均咬合；钻杆(2)旋转传递扭矩给钻头外筒(5)，钻头外筒(5)再将旋转传递扭矩给钻头刀盘(11)实现破岩，随钻头刀盘(11)破岩套管向下延伸；钻探结束钻杆(2)提起，钻头弹簧(6)收缩拉动立杆(7)，钻头刀盘(11)围绕钻头刀盘(11)连接环(12)旋转收缩至套管内，钻孔套管(I)防止钻孔出现塌孔。岩肩外排方式:为了防止因岩肩堵塞钻头内配件，有钻杆(2)内流入泥浆，钻杆(2)和钻孔套管(I)之间及钻孔套管(I)外排出泥浆，由泥浆循环将带岩肩至地面。钻头配件之间拆卸顺序:首先将弹簧(6)、固定盘(4)、立杆(7)、钻头刀盘(11)连接环(12)和钻头刀盘(11)整体从钻头外筒(5)的内壁上拆卸，再将钻头刀盘(11)从钻头刀盘(11)连接环(12)周围依次拆卸，钻头刀盘(11)连接环(12)从立杆(7)下部拆卸，立杆(7)从弹簧(6)拆卸，最后弹簧(6)和固定盘(4)拆卸。以上所述，仅为本专利技术的【具体实施方式】，但专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的工程技术人员在本专利技术的技术范围内，可做一些变换，如改变钻头刀盘形式、改变配件之间的连接方式、外筒与钻杆及钻头刀盘之间的结合方式，钻头刀盘收缩和展开方式等，都应该作为侵犯本专利技术的保护范围。因此本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。【主权项】1.一种破碎地层钻探的钻头，该钻头由钻头外筒、弹簧、立杆、钻头刀盘，其特征在于:钻杆和钻头下降到钻底，由钻杆施加给钻头的压力通过弹簧传递给立杆，立杆再向钻头刀盘上部施加压力，钻头刀盘围绕连接环旋转，钻头刀盘下部伸到钻孔套管外；同时钻头外筒凹槽和钻头刀盘凸锥及钻杆套筒凹凸接头均咬合。2.—种破碎地层钻探的钻头回收，其特征在于:钻探结束钻杆提起，弹簧收缩拉动立杆，钻头刀盘旋转收缩至钻孔套管内，钻孔套管防止钻孔出现塌孔。3.一种破碎地层钻探的钻头部件之间的连接，其特征在于:钻头外筒和弹簧通过固定盘相连接形成一个整体，弹簧上接头和钻杆之间采用螺纹连接，弹簧下接头和立杆之间采用螺纹连接，立杆和钻头刀盘之间采用插销连接，立杆和钻头刀盘连接环之间采用插销连接。4.一种破碎地层钻探的钻头作用力的传递及破岩，其特征在于:钻杆旋转传递扭矩给钻头外筒，钻头外筒将旋转扭矩传递给钻头刀盘破岩，同时钻孔套管向下延伸，岩肩由泥浆循环带至地面。【专利摘要】本专利技术提供一种适合破碎地层钻探的钻头，该钻头由钻头外筒、弹簧、立杆、钻头刀盘；所述钻头的工作原本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种破碎地层钻探的钻头，该钻头由钻头外筒、弹簧、立杆、钻头刀盘，其特征在于：钻杆和钻头下降到钻底，由钻杆施加给钻头的压力通过弹簧传递给立杆，立杆再向钻头刀盘上部施加压力，钻头刀盘围绕连接环旋转，钻头刀盘下部伸到钻孔套管外；同时钻头外筒凹槽和钻头刀盘凸锥及钻杆套筒凹凸接头均咬合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘增辉，冯英华，娄嵩，张若飞，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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