一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種井下破碎或松軟煤巖鉆進(jìn)過程中下套管護(hù)孔裝置，尤其涉及一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有研宄表明:在對破碎或者松軟煤層進(jìn)行鉆孔時，煤的暴露面積大量增加，大量吸附瓦斯從微孔隙中解析出來進(jìn)入大孔隙和裂縫中，與游離瓦斯匯集在一起從孔壁周圍暴露表面釋放出來；同時由于孔壁周圍各類孔隙空間連通，煤層中瓦斯貯存的大量能量將迅速發(fā)散，在壓力梯度的作用下流向鉆孔，且松軟煤層彈性模量較低、泊松比較高、脆性大、易破碎，使成孔孔徑變小、塌孔，瓦斯通道變小、堵塞等。采用濕式鉆孔時，水在排渣的同時，對煤層物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)影響較大。其原因主要是煤的水化作用，即物理弱化作用和力學(xué)作用。煤塊浸水后，水沿裂隙、孔隙進(jìn)入煤中，潤濕煤塊全部自由面上的每個顆粒；由于水分子的侵入，削弱了顆粒間的聯(lián)系，使得煤的力學(xué)性質(zhì)變差。同時當(dāng)水進(jìn)入到煤體孔隙、裂隙時會產(chǎn)生壓力，使煤體彈性屈服極限降低，易于產(chǎn)生塑性變形同；時還會降低煤體的抗剪強(qiáng)度，使其易于發(fā)生剪切破壞，導(dǎo)致其強(qiáng)度降低。表現(xiàn)為松軟煤層易發(fā)生“泥化”，失去支撐力。在地應(yīng)力的作用下，發(fā)生坍塌、掉塊等現(xiàn)象。由于鉆孔垮塌后封堵了瓦斯流動的通道，大大影響煤層瓦斯的有效抽放，因此我國軟煤層瓦斯抽放鉆孔通?；ü茏鳛樘坠苓M(jìn)行護(hù)孔，以增加瓦斯的抽采效果。但是由于破碎或松軟煤層成孔后塌孔速度較快，往往導(dǎo)致套管無法下入設(shè)計深度，從而大大影響了通過下套管護(hù)孔來增加鉆孔瓦斯抽放的效果?，F(xiàn)有的技術(shù)從鉆桿和鉆頭內(nèi)插入護(hù)孔套管，大大提高了軟煤層下套管護(hù)孔的效率。但是由于現(xiàn)有的下套管鉆頭的中部鉆頭體主要依靠摩擦力控制閉合和啟開，穩(wěn)定差，中部鉆頭體極易在打鉆過程中被風(fēng)壓或水壓頂出，導(dǎo)致中部鉆頭體在鉆進(jìn)過程中被折斷和脫離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型提供了一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭，可實現(xiàn)中部鉆頭體的固定和脫落，從而使護(hù)孔套管從鉆桿和鉆頭內(nèi)插入，可靠耐用、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便，且成本較低。
[0004]具體技術(shù)方案為:一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭，包括具有中心通孔的外部鉆頭體，外部鉆頭體上端設(shè)置有外部鉆刀支架和內(nèi)部鉆頭體，外部鉆刀支架上設(shè)置有沿外部鉆刀支架周向均勻分布的外部鉆刀合金片，內(nèi)部鉆頭體通過外部鉆頭體內(nèi)側(cè)面上對稱設(shè)置的多個單向定位擋塊設(shè)置于外部鉆頭體上，單向定位擋塊位于內(nèi)部鉆頭體下方，內(nèi)部鉆頭體下方設(shè)置有鎖式裝置，鎖式裝置包括彈性金屬片和固定于內(nèi)部鉆頭體底面上的固定支座，彈性金屬片下端與固定支座下部固定連接，彈性金屬片斜向上傾斜設(shè)置，且其自由端對應(yīng)設(shè)置于單向定位擋塊下端面處。
[0005]所述彈性金屬片的數(shù)量大于或等于2。
[0006]所述內(nèi)部鉆頭體橫截面為矩形。
[0007]所述單向定位擋塊數(shù)量為4個，且分別位于內(nèi)部鉆頭體底面的4個角。
[0008]所述固定支座垂直于內(nèi)部鉆頭體底面。
[0009]所述固定支座位于內(nèi)部鉆頭體底面中心位置。
[0010]本實用新型利用單向定位擋塊和鎖式裝置的配合將內(nèi)部鉆頭體位置固定，通過彈性金屬片將內(nèi)部鉆頭體與單向定位擋塊壓緊，使內(nèi)部鉆頭體處于閉鎖狀態(tài)，在正常打鉆的過程中，本實用新型的內(nèi)部鉆頭體保持閉鎖狀態(tài)，在打鉆結(jié)束后，將套管套設(shè)在固定支座上并向上運動，此時設(shè)置在固定支座上所有的彈性金屬片都會受到套管壁施加的力，彈性金屬片的自由端向固定支座靠攏同時脫離單向定位擋塊，內(nèi)部鉆頭體解除鎖定狀態(tài)，隨著套管繼續(xù)向上運動，內(nèi)部鉆頭體在套管的推動下脫落，套管從外部鉆頭體中穿過，從而實現(xiàn)從鉆桿和鉆內(nèi)部下護(hù)孔套管。
[0011]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，制造成本低，具有很強(qiáng)的實用性和推廣性。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為圖1中A-A向剖視圖；
[0014]圖3為本實用型新內(nèi)部鉆頭體脫離后結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1、圖2和圖3所示，一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭，包括具有中心通孔的外部鉆頭體1，外部鉆頭體I上端設(shè)置有外部鉆刀支架2和內(nèi)部鉆頭體3，外部鉆刀支架2上設(shè)置有沿外部鉆刀支架2周向均勻分布的外部鉆刀合金片4，內(nèi)部鉆頭體3通過外部鉆頭體I內(nèi)側(cè)面上對稱設(shè)置的多個單向定位擋塊5設(shè)置于外部鉆頭體I上，單向定位擋塊5位于內(nèi)部鉆頭體3下方，內(nèi)部鉆頭體3下方設(shè)置有鎖式裝置，鎖式裝置包括彈性金屬片6和固定于內(nèi)部鉆頭體3底面上的固定支座7，固定支座7垂直于內(nèi)部鉆頭體3底面，固定支座7位于內(nèi)部鉆頭體3底面中心位置，彈性金屬片6下端與固定支座7下部固定連接，彈性金屬片6斜向上傾斜設(shè)置，且其自由端對應(yīng)設(shè)置于單向定位擋塊5下端面處，彈性金屬片6的數(shù)量大于或等于2，彈性金屬片6組成倒立的錐形，內(nèi)部鉆頭體3橫截面為矩形，單向定位擋塊5數(shù)量為4個，且分別位于內(nèi)部鉆頭體3底面的4個角，使內(nèi)部鉆頭體3具有良好的穩(wěn)定性，
[0016]本實用新型利用單向定位擋塊5和鎖式裝置的配合將內(nèi)部鉆頭體3位置固定，通過彈性金屬片6將內(nèi)部鉆頭體3與單向定位擋塊5壓緊，使內(nèi)部鉆頭體3處于閉鎖狀態(tài)，在正常打鉆的過程中，本實用新型的內(nèi)部鉆頭體3保持閉鎖狀態(tài)，在打鉆結(jié)束后，將套管套設(shè)在固定支座7上并向上運動，此時設(shè)置在固定支座7上所有的彈性金屬片6都會受到套管壁施加的力，彈性金屬片6的自由端向固定支座7靠攏同時脫離單向定位擋塊5，內(nèi)部鉆頭體3解除鎖定狀態(tài)，隨著套管繼續(xù)向上運動，內(nèi)部鉆頭體3在套管的推動下脫離外部鉆頭體1，套管從外部鉆頭體I中穿過，從而實現(xiàn)從鉆桿和鉆內(nèi)部下護(hù)孔套管。
【主權(quán)項】
1.一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭，其特征在于:包括具有中心通孔的外部鉆頭體，外部鉆頭體上端設(shè)置有外部鉆刀支架和內(nèi)部鉆頭體，外部鉆刀支架上設(shè)置有沿外部鉆刀支架周向均勻分布的外部鉆刀合金片，內(nèi)部鉆頭體通過外部鉆頭體內(nèi)側(cè)面上對稱設(shè)置的多個單向定位擋塊設(shè)置于外部鉆頭體上，單向定位擋塊位于內(nèi)部鉆頭體下方，內(nèi)部鉆頭體下方設(shè)置有鎖式裝置，鎖式裝置包括彈性金屬片和固定于內(nèi)部鉆頭體底面上的固定支座，彈性金屬片下端與固定支座下部固定連接，彈性金屬片斜向上傾斜設(shè)置，且其自由端對應(yīng)設(shè)置于單向定位擋塊下端面處。
2.如權(quán)利要求1所述的一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭，其特征在于:所述彈性金屬片的數(shù)量大于或等于2。
3.如權(quán)利要求1所述的一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭，其特征在于:所述內(nèi)部鉆頭體橫截面為矩形。
4.如權(quán)利要求2所述的一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭，其特征在于:所述單向定位擋塊數(shù)量為4個，且分別位于內(nèi)部鉆頭體底面的4個角。
5.如權(quán)利要求1所述的一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭，其特征在于:所述固定支座垂直于內(nèi)部鉆頭體底面。
6.如權(quán)利要求1或5所述的一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭，其特征在于:所述固定支座位于內(nèi)部鉆頭體底面中心位置。
【專利摘要】一種軟煤層鉆孔下套管可脫落式組合鉆頭，包括具有中心通孔的外部鉆頭體，外部鉆頭體上端設(shè)置有外部鉆刀支架和內(nèi)部鉆頭體，外部鉆刀支架上設(shè)置有沿外部鉆刀支架周向均勻分布的外部鉆刀合金片，內(nèi)部鉆頭體通過外部鉆頭體內(nèi)側(cè)面上對稱設(shè)置的多個單向定位擋塊設(shè)置于外部鉆頭體上，單向定位擋塊位于內(nèi)部鉆頭體下方，內(nèi)部鉆頭體下方設(shè)置有鎖式裝置，鎖式裝置包括彈性金屬片和固定于內(nèi)部鉆頭體底面上的固定支座，彈性金屬片下端與固定支座下部固定連接，彈性金屬片斜向上傾斜設(shè)置，且其自由端對應(yīng)設(shè)置于單向定位擋塊下端面處。
【IPC分類】E21B10-62
【公開號】CN204609785
【申請?zhí)枴緾N201520242368
【發(fā)明人】李定啟
【申請人】李定啟
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月21日