一种干钻钻头及其使用方法技术

本发明专利技术涉及软地层无水环境钻井施工技术领域，具体涉及一种干钻钻头及其使用方法，通过干钻钻头为中空的圆筒形结构，钻铣头固定连接在干钻钻头中空的圆筒形结构内的中心位置，钻铣头的钻头端部底与干钻钻头的钻头端部，本发明专利技术的干钻钻头无需钻井液，即可从钻头心部带出岩屑，传输至钻头上方设置的捞砂篮中，返出地面，先用干钻钻头破碎中空的圆筒形结构干钻钻头圆周一周的岩层，然后当高度达到钻铣头的钻头端部时，钻铣头将破碎中空的圆筒形结构中部的岩层，然后将岩屑传送至钻头上方设置的捞砂篮中，返出地面，本发明专利技术的干钻钻头适用对钻速要求不高，岩性较软的表层的钻井施工中，施工效率高。

A dry drilling bit and its application

【技术实现步骤摘要】
一种干钻钻头及其使用方法所属
本专利技术涉及软地层无水环境钻井施工
，具体涉及一种干钻钻头及其使用方法。
技术介绍
在石油钻井浅表易漏地层施工中，需用钻井液进行循环，带出岩屑，钻井泥浆容易侵入地层，进入地表水或浅层地下水，造成环境污染。除空气钻井外，目前石油钻井行业无其他成熟的干钻工艺，但空气钻井成本过于高昂，无法普及使用。旋转干钻钻进的首要问题是需有能够兼顾高效破岩与快速携砂的特制钻头。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供了一种干钻钻头及其使用方法，尤其是具有无需钻井液，即可从钻头心部带出岩屑，传输至钻头上方的捞砂篮中，返出地面的特点。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种干钻钻头，包括干钻钻头和用于破碎岩层和传输岩屑的钻铣头，干钻钻头为中空的圆筒形结构，钻铣头固定连接在干钻钻头中空的圆筒形结构内的中心位置，钻铣头的钻头端部底与干钻钻头的钻头端部。所述的中空的圆筒形结构的干钻钻头钻头一端圆周方向分布有多个切削刀翼，切削刀翼上连接有多个切削齿，所述切削刀翼为角度是10°～60°切削刀片，切削刀片的侧壁与干钻钻头钻头端部沿圆周方向形成侧倾角，倾角角度为5°～60°。所述的中空的圆筒形结构的干钻钻头一端圆周方向分布有4-12个切削刀翼。所述的中空的圆筒形结构的干钻钻头一端圆周方向分布有6个切削刀翼，切削刀翼上连接有3个切削齿。所述的钻铣头包括固定杆、钻铣头刀翼和螺旋传送带，固定杆一端连接钻铣头刀翼，固定杆的侧壁上连接螺旋传送带，固定杆另一端位于干钻钻头中空的圆筒形结构内，螺旋传送带的外径边缘与干钻钻头中空的圆筒形结构内侧壁固定连接。所述的螺旋传送带位于钻铣头刀翼的一端还连接有传送起始短节，传送起始短节与固定杆侧壁之间形成一个斜面，斜面与固定杆侧壁之间的夹角为10°～60°。所述的斜面与固定杆侧壁之间的夹角为40°。所述的所述切削刀翼为角度是40°切削刀片，切削刀片的侧壁与干钻钻头钻头端部沿圆周方向形成侧倾角，倾角角度为30°。所述的钻铣头刀翼为螺旋式刀翼或直棱式刀翼，刀翼的条数不少于3条。一种干钻钻头的使用方法包括上述任意一项所述的一种干钻钻头，包括以下步骤步骤一：在表层钻井施工中，现将干钻钻头(1)一端与上部钻柱的外套筒连接；步骤二：在步骤一的基础上，钻机转盘带动钻柱旋转，固定于上部钻柱的外套筒带动干钻钻头(1)转动，从而使内部的钻铣头(2)同方向转动，进行表层钻井施工；步骤三：在步骤二的基础上，干钻钻头(1)现将表层钻出一个井眼，然后内部的钻铣头(2)将中部的柱状岩石破碎，同时钻铣头(2)上的螺旋传送带(7)将破碎的岩屑传送带出，进入钻头上方设置的捞砂篮中。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术通过干钻钻头为中空的圆筒形结构，钻铣头固定连接在干钻钻头中空的圆筒形结构内的中心位置，钻铣头的钻头端部底与干钻钻头的钻头端部，本专利技术的干钻钻头无需钻井液，即可从钻头心部带出岩屑，传输至钻头上方设置的捞砂篮中，返出地面。适用于表层漏失严重井，能够有杜绝钻井液进入浅表层地下水，防止环境污染。本专利技术的干钻钻头适用对钻速要求不高，岩性较软的表层的钻井施工中，施工效率高。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的钻铣头整体结构示意图。图3为本专利技术的整体剖面结构示意图。图中：1-干钻钻头；2-钻铣头；3-切削刀翼、4-切削齿、5-固定杆、6-钻铣头刀翼、7-螺旋传送带、8-传送起始短节。具体实施方式实施例1:参照图1，是本专利技术实施例1的结构示意图，一种干钻钻头，包括干钻钻头1和用于破碎岩层和传输岩屑的钻铣头2，干钻钻头1为中空的圆筒形结构，钻铣头2固定连接在干钻钻头1中空的圆筒形结构内的中心位置，钻铣头2的钻头端部底与干钻钻头1的钻头端部。实际使用时：干钻钻头1为中空的圆筒形结构，钻铣头2固定连接在干钻钻头1中空的圆筒形结构内的中心位置，钻铣头2的钻头端部底与干钻钻头1的钻头端部，本专利技术的干钻钻头无需钻井液，即可从钻头心部带出岩屑，传输至钻头上方设置的捞砂篮中，返出地面，先用干钻钻头1破碎中空的圆筒形结构干钻钻头1圆周一周的岩层，然后当高度达到钻铣头2的钻头端部时，钻铣头2将破碎中空的圆筒形结构中部的岩层，然后将岩屑传送至钻头上方设置的捞砂篮中，返出地面，使用该结构的干钻钻头在表层钻井施工时干钻钻头机械钻速快，能够施工较大井眼，在无需钻井液的情况下，通过钻铣头2，可将破碎的岩屑传送至钻头上方的捞砂篮中，本专利技术的干钻钻头适用对钻速要求不高，岩性较软的表层的钻井施工中，施工效率高。实施例2:参照图1和图3，与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的中空的圆筒形结构的干钻钻头1钻头一端圆周方向分布有多个切削刀翼3，切削刀翼3上连接有多个切削齿4，所述切削刀翼3为角度是10°～60°切削刀片，切削刀片的侧壁与干钻钻头1钻头端部沿圆周方向形成侧倾角，倾角角度为5°～60°。实际使用时：中空的圆筒形结构的干钻钻头1钻头一端圆周方向分布有多个切削刀翼3，多个切削刀翼3用于切削岩层，切削刀翼3上连接有多个切削齿4，多个切削齿4增加切削时的摩擦使切削效率增加，粉碎性强，所述切削刀翼3为角度是10°～60°切削刀片，切削刀片的侧壁与干钻钻头1钻头端部沿圆周方向形成侧倾角，倾角角度为5°～60°，使用改角度范围内的切削刀翼3切削效果最佳，切削效率高。实施例3:与实施例2相比，本实施例的不同之处在于：所述的中空的圆筒形结构的干钻钻头1一端圆周方向分布有4-12个切削刀翼3。优选的是所述的中空的圆筒形结构的干钻钻头1一端圆周方向分布有6个切削刀翼3，切削刀翼3上连接有3个切削齿4。实际使用时：中空的圆筒形结构的干钻钻头1一端圆周方向分布有4-12个切削刀翼3，均适用于对钻速要求不高，岩性较软的表层的钻井施工中，中空的圆筒形结构的干钻钻头1一端圆周方向分布有6个切削刀翼3，切削刀翼3上连接有3个切削齿4，在进行表层钻井施工时切削效率高。实施例4:参照图2，与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的钻铣头2包括固定杆5、钻铣头刀翼6和螺旋传送带7，固定杆5一端连接钻铣头刀翼6，固定杆5的侧壁上连接螺旋传送带7，固定杆5另一端位于干钻钻头1中空的圆筒形结构内，螺旋传送带7的外径边缘与干钻钻头1中空的圆筒形结构内侧壁固定连接。实际使用时：固定杆5一端连接钻铣头刀翼6，固定杆5的侧壁上连接螺旋传送带7，固定杆5用于固定钻铣头刀翼6的位置及连接钻铣头刀翼6，同时连接螺旋传送带7，固定杆5另一端位于干钻钻头1中空的圆筒形结构内，螺旋传送带7的外径边缘与干钻钻头1中空的圆筒形结构内侧壁固定连接，在进行施工时岩屑通过螺旋传送带7从干钻钻头1中空的圆筒形结构内传送至整个干钻钻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干钻钻头，其特征是：包括干钻钻头(1)和用于破碎岩层和传输岩屑的钻铣头(2)，干钻钻头(1)为中空的圆筒形结构，钻铣头(2)固定连接在干钻钻头(1)中空的圆筒形结构内的中心位置，钻铣头(2)的钻头端部底与干钻钻头(1)的钻头端部。/n

【技术特征摘要】
1.一种干钻钻头，其特征是：包括干钻钻头(1)和用于破碎岩层和传输岩屑的钻铣头(2)，干钻钻头(1)为中空的圆筒形结构，钻铣头(2)固定连接在干钻钻头(1)中空的圆筒形结构内的中心位置，钻铣头(2)的钻头端部底与干钻钻头(1)的钻头端部。


2.根据权利要求1所述的一种干钻钻头，其特征是：所述的中空的圆筒形结构的干钻钻头(1)钻头一端圆周方向分布有多个切削刀翼(3)，切削刀翼(3)上连接有多个切削齿(4)，所述切削刀翼(3)为角度是10°～60°切削刀片，切削刀片的侧壁与干钻钻头(1)钻头端部沿圆周方向形成侧倾角，倾角角度为5°～60°。


3.根据权利要求2所述的一种干钻钻头，其特征是：所述的中空的圆筒形结构的干钻钻头(1)一端圆周方向分布有4-12个切削刀翼(3)。


4.根据权利要求3所述的一种干钻钻头，其特征是：所述的中空的圆筒形结构的干钻钻头(1)一端圆周方向分布有6个切削刀翼(3)，切削刀翼(3)上连接有3个切削齿(4)。


5.根据权利要求1所述的一种干钻钻头，其特征是：所述的钻铣头(2)包括固定杆(5)、钻铣头刀翼(6)和螺旋传送带(7)，固定杆(5)一端连接钻铣头刀翼(6)，固定杆(5)的侧壁上连接螺旋传送带(7)，固定杆(5)另一端位于干钻钻头(1)中空的圆筒形结构内，螺旋传送带(7)的外径边缘与干钻钻头(1)中空的圆筒形结构内侧壁固定连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈霖，宋顺平，陈伟林，王伟良，何璟彬，李德波，杨森，赵振华，丛成，赵莹，白秀丽，马煜，刘晓燕，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11