專利名稱：鉆井擴孔鉆具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地下鉆孔深部擴孔鉆具，并可以應用于定向鉆井的擴孔。
背景技術：
在石油、天然氣、煤層氣、煤炭地下氣化的鉆井施工中，為了實現(xiàn)某種功用，通常需 要對鉆孔的某些局部進行擴孔。在目前已有的擴孔鉆具中，建筑基礎一般采用的大口徑擴 底鉆頭，能實現(xiàn)較淺鉆孔的擴孔，但不能滿足地層深處鉆孔的擴孔要求。專利CN94103217 公開的兩翼擴孔鉆頭，兩翼無法展開/收縮，就無法實現(xiàn)對鉆孔的局部擴大，擴孔要從地面 開始。專利US4219087公開的一種擴孔鉆頭，其設計有三個可以展開的小牙輪鉆頭，擴孔時 展開，在鉆桿的推動下向前行進擴孔。操作較復雜，易埋鉆。專利CN03245809公開了一種 自動變徑的擴孔鉆具，在前期鉆進過程中使用小孔徑鉆進，通過向后拉動鉆桿使前后鉆體 錯動，刀體自動解鎖打開至最大，再隨鉆機及鉆桿旋轉實現(xiàn)后退擴孔作業(yè)。 另外，局部或階段性擴孔的鉆具一般采用偏心鉆頭或在鉆桿下連接鋼筒鑲嵌硬質 合金來實現(xiàn)擴孔，但是擴孔直徑有一定局限性，很難實現(xiàn)大比例變化擴孔，而且對較硬的地 層不能有效的切削，擴出的孔徑不均勻。比如US6668949公開的擴孔鉆具所擴孔的直徑比 沒有擴孔前就大不了多少。

實用新型內容為了克服現(xiàn)有的擴孔鉆具操作復雜、易埋鉆、不易實現(xiàn)局部擴孔、擴孔直徑變化小 等缺點，本實用新型提出了一種鉆井局部擴孔鉆具，不僅能夠實現(xiàn)大直徑擴孔，而且能夠對 較硬地層及深煤層進行有效的擴孔。 本實用新型鉆具，包括缸筒1、活塞2、彈簧3、活塞桿4、連接件5、鉆頭兩翼6、合 金頭7、支撐桿8和限位孔9等，其解決技術問題所采用的技術原理是將鉆具設計成可展 開式，鉆桿下連接缸筒1 ，缸筒1下連接鉆頭的兩翼6，兩翼上鑲有硬質合金頭7，下面安裝支 撐桿8。缸筒1內安裝活塞2，通過液壓和缸筒下端的彈簧3來控制活塞2的移動，從而使 鉆具的兩翼收縮和展開。通常在距缸筒1上沿一定位置布置幾組限位孔，限位孔起限壓限 位作用。泥漿的液壓推動活塞2向下移動，帶動活塞桿4下行，使得鉆頭兩翼展開，本擴孔 鉆具兩翼的展開夾角范圍在O 45° ，通?？蓪ⅱ?00mm ①300mm孔擴大至①300mm ①1000mm。 在使用時，先利用普通鉆頭鉆成預期擴孔的鉆孔，再取出鉆頭更換擴孔鉆具；在普 通鉆機鉆桿下通過絲扣連上擴孔鉆具，鉆具缸筒上端內壁有螺紋。 具體方式為先用普通鉆具從地面向地層鉆成一個有一定直徑的鉆孔，再將擴孔 鉆具連接在普通鉆機的鉆桿下端下入鉆孔預定擴孔段的下部，擴孔前擴孔鉆具處于收縮狀 態(tài)，啟動鉆機使鉆具旋轉，然后利用泥漿泵，向鉆桿內部壓入泥漿，泥漿進入擴孔鉆具的缸 筒1內，推動活塞2向下移動，泥漿通過限位孔不斷流出鉆桿進入鉆孔，鉆孔內的泥漿攜帶 鉆屑沿鉆桿外壁返回地面，由此形成泥漿循環(huán)并保持擴孔鉆具的活塞處于一定壓力下，鉆頭兩翼保持一定的展開角度。鉆機帶動鉆桿及其底部鉆頭旋轉，鉆頭上的兩翼6將不斷切削鉆孔內壁，當兩翼展開至預定角度后，鉆機開始向上提鉆，使擴孔鉆具的兩翼不斷向上切削內孔壁，巖粉自由下落至孔底，不會影響到鉆頭，不易埋鉆。 鉆孔擴至預期長度后，先將泥漿泵停泵，此時，由于缸筒1內部彈簧3作用，使活塞2復位，兩翼6收縮，即可將鉆桿及擴孔鉆具提出，完成擴孔。 本實用新型鉆井擴孔鉆具，可以展開呈不同角度的兩個翼6，其上鑲有硬質合金頭7，兩翼的張開/收縮是以泥漿驅動活塞2帶動支撐桿8實現(xiàn)的。 本實用新型鉆井擴孔鉆具在于型時，且件組成。在閉合狀態(tài)可以實現(xiàn)小直徑鉆進，其擴孔程序是后孔擴展到①300mm ①1000mm。 本實用新型采用鉆井泥漿泵的泥漿壓力及流量來控制鉆頭翼片的張開程度，實現(xiàn)
不同直徑的擴孔，可以在深孔中實現(xiàn)局部擴孔，對較硬煤層有良好的效果。 本實用新型為旋轉過程中向上提鉆，不斷切削孔壁，巖粉自由下落至孔底，不會影
響到鉆頭，不易埋鉆，如若出現(xiàn)孔壁塌落情況，本鉆頭也可泄壓使彈簧復位，兩翼收縮，從而
使鉆頭比較容易提出，不至于埋鉆。 本實用新型鉆具結構簡單，操作方便，具有非常實用的推廣意義，特別適用于煤田鉆孔施工中的氣化爐燃燒室的建造，本實用新型鉆具在閉合狀態(tài)可以實現(xiàn)小直徑進退，通過泥漿推動活塞使兩翼展開，進行后退式擴孔作業(yè)，完成擴孔后可以降低液壓，彈簧復位使兩翼閉合、撤鉆。該擴孔鉆具不易埋鉆、設計簡單、操作方便、可實現(xiàn)大直徑擴孔。

圖1為本實用新型的結構圖。
圖中，l一缸筒；2—活塞；3—彈簧；4一活塞桿；5—連接件；6—鉆頭兩翼；7—合
金頭；8—支撐桿，9一限位孔。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做詳細說明。 本實用新型所公開的擴孔鉆具見附圖1，擴孔鉆具由缸筒1、活塞2、彈簧3、鉆頭兩翼6、支撐桿8和限位孔9組成。通常在距缸筒1上沿250mm處均勻布置4個直徑為10mm的限位孔，限位孔起限壓限位作用，距缸筒上沿410mm處再均勻布置4個直徑為10mm的限位孔。鉆頭兩翼6上均勻鑲嵌有100顆合金頭7，缸筒1與鉆頭兩翼6的一端通過連接件5連接，鉆頭兩翼6的另一端通過支撐桿8與活塞桿4連接。缸筒1中的活塞2下壓有彈簧3，在活塞上部沒有壓力的情況下，彈簧3伸展開，活塞桿4向上移動，帶動支撐桿8收縮，從而使鉆頭兩翼6閉合。當活塞2受壓時，活塞會壓縮彈簧3，帶動活塞桿4向下運動，通過支撐桿8使鉆頭臂兩翼6展開，通過限位孔固定鉆頭兩翼6展開至預期角度0 45° 。[0018] 本實用新型可根據(jù)實際需求制成規(guī)格不同的一系列產品。
權利要求一種鉆井擴孔鉆具，包括缸筒(1)、活塞(2)、彈簧(3)、活塞桿(4)、鉆頭兩翼(6)、支撐桿(8)和限位孔(9)，其特征在于鉆頭兩翼(6)的一端通過支撐桿(8)與活塞桿(4)連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的鉆井擴孔鉆具，其特征在于缸筒(1)與鉆頭兩翼(6)的一端通過連接件(5)連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的鉆井擴孔鉆具，其特征在于鉆頭兩翼(6)上鑲嵌有合金頭(7)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的鉆井擴孔鉆具，其特征在于鉆頭兩翼(6)展開角度為0 45° 。
5. 根據(jù)權利要求1 4所述的任意一種鉆井擴孔鉆具，其特征在于缸筒(1)中的活塞(2)下壓有彈簧(3)，在活塞(2)上部沒有壓力的情況下，彈簧(3)伸展開，活塞桿(4)向上移動，帶動支撐桿(8)收縮，鉆頭兩翼(6)閉合；當活塞(2)受壓時，活塞會壓縮彈簧(3)，帶動活塞桿(4)向下運動，通過支撐桿(8)使鉆頭兩翼(6)展開。
專利摘要本實用新型公開了一種鉆井擴孔鉆具，包括缸筒1、活塞2、彈簧3、活塞桿4、鉆頭兩翼6、支撐桿8和限位孔9等，其特征在于鉆頭兩翼6的一端通過支撐桿8與活塞桿4連接。鉆具在閉合狀態(tài)可以實現(xiàn)小直徑進退，通過泥漿推動活塞使兩翼展開，進行后退式擴孔作業(yè)，完成擴孔后可以降低液壓，彈簧復位使兩翼閉合、撤鉆。該擴孔鉆具不易埋鉆、設計簡單、操作方便、可實現(xiàn)大直徑擴孔。
文檔編號E21B10/32GK201535137SQ200920310590
公開日2010年7月28日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權日2009年9月17日
發(fā)明者張貴寶 申請人:新奧氣化采煤有限公司