一种大口径扩孔钻头及大口径井钻探方法与流程

本发明属于地质钻探领域，尤其是涉及一种大口径扩孔钻头及大口径井钻探方法。

背景技术：

现在使用的扩孔钻头，都是采用加大扩孔钻头本体、加焊单排单个牙轮掌的方法制作的扩孔钻头，利用牙轮掌破碎地层实现扩孔目的。存在的主要问题是单排多个牙轮掌的有效克取岩石面积有限，因此，大口径钻孔需要多级扩孔完成。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种大口径扩孔钻头及大口径井钻探方法，通过对钻头结构的改进，使得钻头一次性扩出较大口径的孔，提高工作效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种大口径扩孔钻头，包括：钻头本体，所述钻头本体为圆盘状，钻头本体的其中一端连接有导向头连杆，钻头本体的另一端连接有钻杆连杆，所述钻杆连杆为空心杆，钻头本体的轴线、导向头连杆的轴线以及钻杆连杆的轴线均共线，钻头本体连接有导向头连杆的一端连接有多组牙轮掌，每组所述牙轮掌设有多个，同组的多个牙轮掌以钻头本体的轴线为中心呈中心对称分布，钻头本体连接有导向头连杆的一端连接有多个喷头，每个喷头对应一个牙轮掌，钻头本体的内部挖有多个管路，多个管路的其中一端均连通于钻杆连杆，多个管路的另一端分别连通于一个喷头。

进一步的，所述钻头本体连接有钻杆连杆的一端连接有护筒。

进一步的，所述护筒的内壁与钻杆连杆之间通过多个加强板连接。

进一步的，所述护筒的外壁连接有多个扶正块，所述扶正块的内部焊接有合金。

一种大口径井钻探方法，采用权利要求1～4任一项，包括以下步骤：

步骤a，在定向技术的支撑下，施工导向孔。

步骤b，大级差扩孔：

步骤a，根据地层岩性，选择合适的扩孔钻头，根据所需扩孔的直径计算出钻头本体的直径，在钻头本体的一端安装多组牙轮掌。

步骤b，将导向头连接在导向头连杆，将钻杆连杆连接于钻机的钻杆，将导向头放入导向孔内。

步骤c，开动钻机，钻头本体向下运动，对导向孔进行扩孔，导向头起到导向的作用，钻头本体起到向下扩孔的作用，直到扩孔到导向孔的孔底。

步骤d，关闭供水装置，钻机钻杆向上提升钻头本体，将钻头本体从扩好的孔内取出。

步骤c，吊车提升下管。

步骤d，二氧化碳保护焊接。

步骤e，水泥固井。

进一步的，步骤c中，同时通过供水装置向钻杆内通水，水通过管路对牙轮掌进行冲洗，对牙轮掌进行降温、清洁。

进一步的，步骤c中，吊车提升能力为所下管材重量的1.2倍以上。

进一步的，步骤e中，时刻对水泥浆比重检测。

相对于现有技术，本发明所述的一种大口径扩孔钻头及大口径井钻探方法具有以下优势：

本发明所述的一种大口径扩孔钻头及大口径井钻探方法，每个牙轮掌都设计有钻头喷嘴构成钻头掌自洁体系，延长了单个牙轮掌使用寿命，多组多个牙轮掌的有机组合，使得扩孔口径可以根据要求变更，达到一次性扩孔成孔的目的，同时护筒可以起到扶正及导向的作用，扶正块可以使得孔壁光滑，同时保证孔径大小。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明中扩孔钻头的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的仰视图。

附图标记说明：

1-导向头连杆；2-牙轮掌；3-喷头；5-加强板；6-护筒；7-钻杆连杆；8-管路；9-钻头本体；10-扶正块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1～3所示，一种大口径扩孔钻头，包括：钻头本体9，所述钻头本体9为圆盘状，钻头本体9的其中一端连接有导向头连杆1，钻头本体9的另一端连接有钻杆连杆7，所述钻杆连杆7为空心杆，钻头本体9的轴线、导向头连杆1的轴线以及钻杆连杆7的轴线均共线，钻头本体9连接有导向头连杆1的一端连接有多组牙轮掌2，每组所述牙轮掌2设有多个，同组的多个牙轮掌2以钻头本体9的轴线为中心呈中心对称分布，钻头本体9连接有导向头连杆1的一端连接有多个喷头3，每个喷头3对应一个牙轮掌2，钻头本体9的内部挖有多个管路8，多个管路8的其中一端均连通于钻杆连杆7，多个管路8的另一端分别连通于一个喷头3。

所述钻头本体9连接有钻杆连杆7的一端连接有护筒6。

所述护筒6的内壁与钻杆连杆7之间通过多个加强板5连接。

所述护筒6的外壁连接有多个扶正块10，所述扶正块10的内部焊接有合金。

一种大口径井钻探方法，采用权利要求1～4任一项，包括以下步骤：

步骤a，在定向技术的支撑下，施工导向孔。

步骤b，大级差扩孔：

步骤a，根据地层岩性，选择合适的扩孔钻头，根据所需扩孔的直径计算出钻头本体9的直径，在钻头本体9的一端安装多组牙轮掌2。

步骤b，将导向头连接在导向头连杆1，将钻杆连杆7连接于钻机的钻杆，将导向头放入导向孔内。

步骤c，开动钻机，钻头本体9向下运动，对导向孔进行扩孔，导向头起到导向的作用，钻头本体9起到向下扩孔的作用，直到扩孔到导向孔的孔底，扩孔过程中，护筒6可以起到扶正及导向的作用，扶正块10可以使得孔壁光滑，同时保证孔径大小。

步骤d，关闭供水装置，钻机钻杆向上提升钻头本体9，将钻头本体9从扩好的孔内取出。

步骤c，吊车提升下管。

步骤d，二氧化碳保护焊接。

步骤e，水泥固井。

步骤c中，同时通过供水装置向钻杆内通水，水通过管路8对牙轮掌2进行冲洗，对牙轮掌2进行降温、清洁。

步骤c中，吊车提升能力为所下管材重量的1.5倍。

步骤e中，时刻对水泥浆比重检测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。