【技术实现步骤摘要】
一种多功能页岩地质勘探钻头及其工作方法
本专利技术涉及一种页岩油气勘探机械设备，具体涉及一种多功能页岩地质勘探钻头及其工作方法。
技术介绍
页岩油气是非常规油气资源的一种，在全球广泛分布，在中国分布也十分广泛，具有广阔的开发潜力，但目前我国对其的勘探程度还比较低，主要原因之一是地质复杂增加了探勘开发的难度。地质勘探取样是获取地下页岩地质情况的有效手段，目前地质勘探取样主要通过钻杆连接普通钻头，通过井口施加动力，通过钻杆传递到钻头，使钻头切削和冲击地层完成，当井为超深井而地质又较为复杂，完全靠井口施加动力，可能造成钻杆过量扭转变形，甚至直接扭转，因此亟需设计一种可自供切削和冲击动力的多功能钻头对于提高钻井勘探取样的安全性就具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构紧凑、操作方便、具有自供切削和冲击动力的多功能页岩地质勘探钻头及其工作方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种多功能页岩地质勘探钻头，包括自上而下依次同轴向连接的钻杆连接系统、...
【技术保护点】
1.一种多功能页岩地质勘探钻头，其特征在于：包括自上而下依次同轴向连接的钻杆连接系统、辅助动力系统、转接系统、取样系统和切削系统，辅助动力系统和转接系统的外圆之间设有锁死系统，辅助动力系统和转接系统的内部同轴向设有螺旋传送叶轮。/n
【技术特征摘要】
1.一种多功能页岩地质勘探钻头，其特征在于：包括自上而下依次同轴向连接的钻杆连接系统、辅助动力系统、转接系统、取样系统和切削系统，辅助动力系统和转接系统的外圆之间设有锁死系统，辅助动力系统和转接系统的内部同轴向设有螺旋传送叶轮。
2.根据权利要求1所述的一种多功能页岩地质勘探钻头，其特征在于：钻杆连接系统包括钻杆连接器、第一驱动电机和驱动套筒，钻杆连接器上端部同轴向连接若干节钻杆直至勘探井的井口，第一驱动电机安装在钻杆连接器的内部下侧，第一驱动电机的定子与钻杆连接器内壁固定连接；驱动套筒同轴向安装在第一驱动电机的转子内壁，驱动套筒的外圈与第一驱动电机的转子内壁固定连接，驱动套筒的内圈与螺旋传送叶轮的上端部外圆固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种多功能页岩地质勘探钻头，其特征在于：辅助动力系统包括上固定筒、第二驱动电机、滚珠轴承、伸缩气缸、连接座、施力气缸和助推杆，钻杆连接器下端部与上固定筒的上端部通过螺纹固定连接，上固定筒的外壁沿圆周方向均匀开设有四个矩形安装槽，矩形安装槽的长度方向平行于上固定筒的中心线，伸缩气缸的缸体端部通过上销轴转动连接在矩形安装槽的上端内部，施力气缸的缸体端部通过下销轴转动连接在矩形安装槽的下端内部，连接座固定设在施力气缸的缸体上侧部，伸缩气缸的伸缩杆下端与连接座通过铰链转动连接，施力气缸的伸缩杆顶端沿径向方向开设有一个通孔，通孔的中心线平行于上销轴和下销轴，助推杆为弧心角为90°的弧形杆结构，助推杆穿过通孔并通过安装螺钉与施力气缸的伸缩杆顶端固定连接，上固定筒的外圆在四个矩形安装槽的上部开设有一道圆环容纳槽，当伸缩气缸和施力气缸都收缩时，伸缩气缸和施力气缸隐藏到矩形安装槽内，助推杆收回到圆环容纳槽内部。
4.根据权利要求3所述的一种多功能页岩地质勘探钻头，其特征在于：转接系统包括转接套筒，转接套筒的外壁沿圆周方向均匀设有至少三个扩壁肩，转接套筒的上端部同轴线伸入到上固定筒下端内部，滚珠轴承安装在转接套筒外圆和上固定筒内圈之间，滚珠轴承内圈与转接套筒外圆过盈装配，滚珠轴承外圆与上固定筒内圈过盈装配，第二驱动电机同轴线安装在上固定筒下端部的外部，第二驱动电机的定子上端与上固定筒固定连接，第二驱动电机的转子下端与转接套筒固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种多功能页岩地质勘探钻头，其特征在于：取样系统包括取样外筒体、取样筒、丝杠和取样电机，转接套筒下端与取样外筒体上端同轴向螺纹固定连接，取样筒同轴线设置在取样外筒体内部，取样筒的内孔为六棱柱孔，取样外筒体下端口处固定设有下固定导向环，下固定导向环的内径等于取样筒的外径，取样筒的上端设有外径大取样筒外径的导向盘，导向盘外圆与取样外筒体内壁滑动连接，取样筒外圆与下固定导向环内圈滑动连接，导向盘上在取样筒的外部开设有两个上下通透的内螺纹孔，两个内螺纹孔关于取样筒的中心线对称布置，丝杠设有两根，取样电机设有两个，丝杠平行与取样筒的中心线，取样电机固定设在取样外筒体上端口内部，取样电机的主轴通过联轴器与丝杠上端连接，丝杠向下穿过内螺纹孔并与内螺纹孔螺纹连接。
6.根据权利要求4所述的一种多功能页岩地质勘探钻头，其特征在于：切削系统包括下固定筒、切削轮和自锁式安装座，取样外筒体下端部与下固定筒上端部固定连接，下固定筒下部沿一体设有四个沿下固定筒圆周方向均匀布置的弧形板，弧形板的内侧壁左右间隔固定设有两个定位凸块，自锁式安装座的外侧面设有与定位凸块对应卡接配合的两个定位槽，自锁式安装座通过一个沉头螺钉与弧形板连接，自锁式安装座通过定位槽与定位凸块的配合方式来实现自锁，自锁式安装座的内侧设有轮轴，切削轮安装在轮轴上，切削轮下部凸出弧形板的下侧边，切削轮上沿圆周方向开设有六个第一插孔，自锁式安装座上设有与其中两个第一插孔相对应的第二插孔，第一插孔和第二插孔之间通过定位螺栓连接。
7.根据权利要求6所述...
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