专利名称：迷宫式隔液钻头及迷宫式隔液取心钻进工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种主要用于极松散惧冲蚀地层的取心钻进工具，其可广泛应用于科学钻探、油气勘探、煤田勘探、地质勘探与水电工程基础勘察和工程地质勘察等领域。
背景技术：
在进行极松散惧冲蚀地层的取心钻进时，大部分类型的钻头及其与卡簧座的配合形式，使钻井液通过钻头内部的台肩与卡簧座的缝隙时会直接冲刷岩心，极易将进入钻头内的岩心部分或全部冲刷掉，导致较难弥补的地层信息缺失。目前所见的隔液取心钻进工具虽在一定程度上隔离了钻井液与进入钻具内腔的岩心，但仍不能绝对有效地保护岩心， 对于惧冲蚀地层，常出现岩心采取率严重不足，甚至“打空管”的现象。
实用新型内容本实用新型的一个目的是提供一种带环形隔液槽和外开放卸压水槽的侧排泄钻头。本实用新型采用的技术方案为一种迷宫式隔液钻头，包括钻头本体，所述钻头本体的下部为一台阶部，使所述钻头本体的下端面形成内台阶面低于外台阶面的台阶式切削具镶焊面；所述台阶部的与外台阶面相对的内表面形成内台肩面，所述台阶部的内壁上形成一圈钻头隔水环，所述钻头隔水环、钻头本体的内壁和内台肩面围成环形隔液槽；所述钻头本体从所述外台阶面开始向上开有多个彼此间隔设置的沿圆周方向延展的外开放卸压水槽，各外开放卸压水槽均与所述环形隔液槽相通。优选地，所述钻头隔水环的下端面与所述内台阶面平齐；所述钻头隔水环的上端面高于所述内台肩面。本实用新型的另一个目的是提供一种可以有效隔离钻井液与进入钻头内腔的岩心，避免钻井液冲刷岩心的迷宫式隔液取心钻进工具。本实用新型采用的技术方案为一种迷宫式隔液取心钻进工具，其特征在于包括上述迷宫式隔液钻头和隔液卡簧座；所述隔液卡簧座的下部形成外壁向内收缩、内壁向外扩张的卡簧座隔水环；所述隔液卡簧座插入迷宫式隔液钻头的环形隔液槽中，使得所述卡簧座隔水环与环形隔液槽配合，并且所述内台肩面与卡簧座隔水环的下端面之间的缝隙为3 5mm0本实用新型的有益效果为本实用新型所述的迷宫式隔液钻头改变了钻井液通过钻头时的流动方向，在其与本实用新型所述隔液卡簧座组成迷宫式隔液取心钻进工具时， 钻头内腔的岩心与循环运动的钻井液完全隔离，使极松散惧冲蚀地层的岩心采取率和原状性得以保证；而且，本实用新型所述迷宫式隔液钻头可采用目前取心钻探中的任何一种切削具，使迷宫式隔液取心钻进工具对各类复杂地层的适应性大大增强。另外，虽然本实用新型的迷宫式隔液钻头特别适用于采取极松散惧冲蚀地层的岩心，但对其它地层也具一定适应性。
图1为本实用新型所述迷宫式隔液钻头及迷宫式隔液取心钻进工具的立体结构示意图；图2为图1所示迷宫式隔液钻头及迷宫式隔液取心钻进工具的仰视图；图3为迷宫式隔液钻头的一种实施结构在图2中A-A向的剖视图；图4为迷宫式隔液取心钻进工具的一种实施结构在图2中A-A向的剖视图。
具体实施方式
如图1、2和3所示，本实用新型所述迷宫式隔液钻头包括钻头本体1，所述钻头本体1的下部为一台阶部，使钻头本体1的下端面形成内台阶面11低于外台阶面12的台阶式切削具镶焊面。所述台阶部的与外台阶面12相对的内表面形成内台肩面13，所述台阶部的内壁上形成一圈钻头隔水环4，在此，所述钻头隔水环4的上端面高于内台肩面13，使所述钻头本体的内壁、内台肩面6和钻头隔水环4围成环形隔液槽8。所述钻头本体从所述外台阶面12开始向上开有多个彼此间隔设置的沿圆周方向延展的外开放卸压水槽5，各外开放卸压水槽5均与环形隔液槽8相通。在本实施例中，该外开放卸压水槽5 —直延伸至钻头本体的高于其台阶部的位置上，在此，该台阶部的提供外台阶面12的上台阶部的直径大于钻头本体的其余部位处的直径。在优选实例中，所述钻头隔水环4的下端面与内台阶面11平齐，所述钻头隔水环 4的上端面高于内台肩面13，且所述钻头隔水环4与台阶部的内壁连接为一体。如图4所示，本实用新型的迷宫式隔液取心钻进工具包括上述迷宫式隔液钻头和隔液卡簧座9 ；所述隔液卡簧座9的下部形成外壁向内收缩、内壁向外扩张的卡簧座隔水环 91 ；所述隔液卡簧座91插入迷宫式隔液钻头的环形隔液槽8中，使得所述卡簧座隔水环91 与环形隔液槽8配合，形成迷宫式的隔液配合结构，并且所述内台肩面13与卡簧座隔水环 91的下端面之间的缝隙为3 5mm。由于所述卡簧座隔水环91与环形隔液槽8进行插入式配合，钻头隔水环4、卡簧座隔水环91与环形隔液槽8在进入钻具内腔的岩心与钻具之间形成了一种迷宫式的隔液结构，所述外开放卸压水槽5与环状隔液槽8相通，形成了迷宫式隔液取心钻进工具的阻力很小的钻井液侧面排泄通道，从而实现在岩心与钻井液完全隔离的环境下钻取极松散惧冲蚀地层的岩心。因本实用新型针对极松散惧冲蚀地层，所述切削具一般采用镶焊合金、金刚石复合片，但也可镶焊金刚石或孕镶金刚石胎块等，使迷宫式隔液取心钻进工具钻进不同性质的复杂地层；另外，如果将隔液卡簧座9更换成常规卡簧座，钻具功能即与常规钻具基本等同。综上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围。 即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本实用新型的技术范畴。
权利要求1.一种迷宫式隔液钻头，包括钻头本体，其特征在于所述钻头本体的下部为一台阶部，使所述钻头本体的下端面形成内台阶面低于外台阶面的台阶式切削具镶焊面；所述台阶部的与外台阶面相对的内表面形成内台肩面，所述台阶部的内壁上形成一圈钻头隔水环，所述钻头隔水环、钻头本体的内壁和内台肩面围成环形隔液槽；所述钻头本体从所述外台阶面开始向上开有多个彼此间隔设置的沿圆周方向延展的外开放卸压水槽，各外开放卸压水槽均与所述环形隔液槽相通。
2.根据权利要求1所述的迷宫式隔液钻头，其特征在于所述钻头隔水环的下端面与所述内台阶面平齐；所述钻头隔水环的上端面高于所述内台肩面。
3.一种迷宫式隔液取心钻进工具，其特征在于包括权利要求1所述的迷宫式隔液钻头和隔液卡簧座；所述隔液卡簧座的下部形成外壁向内收缩、内壁向外扩张的卡簧座隔水环；所述隔液卡簧座插入迷宫式隔液钻头的环形隔液槽中，使得所述卡簧座隔水环与环形隔液槽配合，并且所述内台肩面与卡簧座隔水环的下端面之间的缝隙为3 5mm。
专利摘要本实用新型公开了一种迷宫式隔液钻头及迷宫式隔液取心钻进工具，该迷宫式隔液钻头包括钻头本体，其内壁上形成一圈钻头隔水环，隔水环上端面高于钻头内腔台肩面；钻头本体下端面为内台阶面低于外台阶面的台阶式切削具镶焊面；沿钻头本体下端面的外台阶面向上开有沿圆周方向延展的外开放卸压水槽。该隔液取心钻进工具包括上述隔液钻头和隔液卡簧座，隔液卡簧座的下部形成外壁向内收缩、内壁向外扩张的卡簧座隔水环。该种隔液取心钻进工具可使钻头内腔的岩心与循环运动的钻井液完全隔离，使极松散惧冲蚀地层的岩心采取率和原状性得以保证。
文档编号E21B10/60GK202064837SQ201120060668
公开日2011年12月7日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者孟庆鸿, 朱永宜, 王稳石, 谈晓丽, 郑庆辉 申请人:中国地质科学院勘探技术研究所, 地质矿产廊坊聚力岩土工程科技开发公司