申请/专利权人：中煤特殊凿井有限责任公司;中煤第三建设(集团)有限责任公司

申请日：2018-08-29

公开（公告）日：2024-05-31

公开（公告）号：CN108894744B

主分类号：E21B31/00

分类号：E21B31/00;E21B31/03;E21B21/01;E21B17/00;E21B10/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.31#授权;2018.12.21#实质审查的生效;2018.11.27#公开

摘要：本发明公开了一种破除孤石卡钻的装置，包括套筒钻头和钻杆；所述套筒钻头包括套筒钻头筒体和固定在所述套筒钻头筒体的轴向一端的一个以上的刀具，所述套筒钻头筒体的轴向另一端与所述钻杆的轴向一端连接。本发明结构简单，容易制作，使用方便，能够有效解除孤石卡钻和沉渣埋钻约束力，为被卡钻具的打捞做铺垫，可解决深孔泥浆环境中人工潜水无法解决的孤石卡钻问题，当然，类似工程问题也可以使用本发明解决。

主权项：1.一种破除孤石卡钻的装置，其特征在于：包括套筒钻头和钻杆；所述套筒钻头包括套筒钻头筒体和固定在所述套筒钻头筒体的轴向一端的一个以上的刀具；所述套筒钻头筒体的内径大于被卡钻具的外径；所述套筒钻头筒体的轴向另一端呈锥形设计；所述钻杆包括导向杆和空心杆，所述导向杆上设有轴向贯通的导向孔，所述套筒钻头筒体的轴向另一端与所述导向杆的轴向一端连接，所述导向杆的轴向另一端与所述空心杆的轴向一端连接，被卡钻具的钻杆可伸入所述导向孔内；所述导向杆包括外筒体和同向间隔套设在所述外筒体内的内筒体，且所述外筒体的轴向两端分别向外超出所述内筒体的轴向两端，所述外筒体的轴向一端与所述内筒体的轴向一端之间以及所述外筒体的轴向另一端与所述内筒体的轴向另一端之间分别连接有多个相互间隔分布的锥体面板；所述锥体面板呈条状，各所述锥体面板沿导向杆的周向均匀分布；所述锥体面板与所述外筒体之间的夹角为25度；所述锥体面板的背面与所述外筒体的内表面及所述内筒体的外表面之间连接有锥体立板。

全文数据：一种破除孤石卡钻的装置技术领域[0001]本发明涉及钻孔设备领域，具体地说涉及一种破除孤石卡钻的装置。背景技术[0002]桥梁桩基施工过程中一些地区地层中含有孤石地层，孤石层一般赋存于全风化岩层上部，在施工全风化岩层时，由于孔内岩柱逐渐被钻削清渣后，上部不稳定地层孔壁发生释压滑移，一般会造成缩径和孤石探头现象。缩径可以通过泥浆护壁预防或采用反向扫孔排除，而探头石是目前粧基施工的一大难题，泥浆护壁工艺无法完全防止其出现，一旦出现探头石会造成孔内有效断面减小钻头无法上提，从而造成卡钻，小型孤石可以通过反复旋转和上下窜动钻具来破除。[0003]但是探头石探出部分大于500mm且属圆柱或半球体状态时，常规办法无法解决，要解决探头石卡钻这一难题，需研制一种套钻装置破除孤石，来解除约束。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种可解决深孔泥浆环境中孤石卡钻问题的破除孤石卡钻的装置。[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种破除孤石卡钻的装置，包括套筒钻头和钻杆；[0006]所述套筒钻头包括套筒钻头筒体和固定在所述套筒钻头筒体的轴向一端的一个以上的刀具，所述套筒钻头筒体的轴向另一端与所述钻杆的轴向一端连接。[0007]进一步地，所述钻杆包括导向杆，所述导向杆上设有轴向贯通的导向孔，所述套筒钻头筒体的轴向另一端与所述导向杆的轴向一端连接，被卡钻具的钻杆可伸入所述导向孔内。[0008]进一步地，所述导向杆包括外筒体和同向间隔套设在所述外筒体内的内筒1本，且所述外筒体的轴向两端分别向外超出所述内筒体的轴向两端，所述外筒体的轴向一端与所述内筒体的轴向一端之间以及所述外筒体的轴向另一端与所述内筒体的轴向另一端之间分别连接有多个相互间隔分布的椎体面板。[0009]进一步地，所述椎体面板的背面与所述外筒体的内表面及所述内筒体的外表面之间连接有椎体立板。[0010]进一步地，所述椎体面板与所述外筒体之间的夹角为25度。[0011]进一步地，所述外筒体的轴向两端分别设有法兰盘。冰[0012]进一步地，所述法兰盘的背面与所述外筒体的外表面之间连接有加强板。[0013]进一步地，所述钻杆还包括空心杆，所述导向杆的轴向另一端与所述堃心杆的轴向一端连接。[0014]进一步地，所述空心杆分割成依次可拆卸相连的两节以上。[0015]进一步地，所述套筒钻头筒体的内径大于被卡钻具的外径。[0016]进一步地，所述套筒钻头筒体的轴向另一端呈锥形设计。[0017]本发明的有益效果体现在：[0018]本发明结构简单，容易制作，使用方便，能够有效解除孤石卡钻和沉渣埋钻约束力，为被卡钻具的打捞做铺垫，可解决深孔泥浆环境中人工潜水无法解决的孤石卡钻问题，当然，类似工程问题也可以使用本发明解决。I附图说明[0019]图1是本发明一实施例的使用状态图（孤石破除前）。[0020]图2是本发明一实施例的使用状态图孤石破除后）。[0021]图3是本发明一实施例中导向杆的结构示意图。[0022]图4图3的仰视图。[0023]附图中各部件的标记为：1套筒钻头、11套筒钻头筒体、I2刀具、2钻杆、21导向杆、211外筒体、212内筒体、213椎体面板、214椎体立板、215法兰盘、216加强筋板、22空心杆、3孤石、4被卡钻具。具体实施方式[0024]下面将参考附图来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0025]参见图1至图4。[0026]本发明破除孤石卡钻的装置，包括套筒钻头1和钻杆2;[0027]所述套筒钻头1包括套筒钻头筒体11和固定在所述套筒钻头筒体11的轴向一端的一个以上的刀具12，所述套筒钻头筒体11的轴向另一端与所述钻杆2的轴向一端连接。[0028]使用时，通过钻杆带动套筒钻头筒体进行旋转，以被卡钻具的钻杆为中心，将被卡钻具的原始钻孔稍微扩大，扩至卡钻孤石部位即可将孤石3切割，同时通风循环泥浆，将破除的石块和沉淀的钻渣清理出钻孔，达到解除孤石卡钻和沉渣埋钻约束力的目的，最后撤出装置，将被卡钻具打捞上来。[0029]优选地，所述套筒钻头筒体11的内径大于被卡钻具的外径。这样设计，被卡钻具可以伸入套筒钻头筒体内，使用时，套筒钻头就能向下扩孔，将被卡钻具完全套入其内，如图2所示，从而最大程度地解除沉渣埋钻约束力，便于后续打捞被卡钻具。[0030]具体实施中，刀具采用合金刮刀，效果更好。[0031]在一实施例中，所述钻杆2包括导向杆21，所述导向杆21上设有轴向贯通的导向孔，所述套筒钻头筒体11的轴向另一端与所述导向杆21的轴向一端连接，被卡钻具的钻杆可伸入所述导向孔内。设置的导向杆对套筒钻头起到导向作用，使用时，被卡钻具的钻杆先伸入套筒钻头筒体的内腔，继而伸入导向杆上的导向孔内，从而使套筒钻头沿着被卡钻具的钻孔轨迹往下扩孔，确保装置的新扩钻孔与原钻孔同心，防止两孔不同心导致套筒钻头头钻到被卡钻具导向盘面，无法继续向下将被卡钻具套入其内，保证解除孤石卡钻和沉渣埋钻约束力的效果。[0032]优选地，所述导向杆21包括外筒体211和同向间隔套设在所述外筒体211内的内筒体212，且所述外筒体211的轴向两端分别向外超出所述内筒体212的轴向两端，所述外筒体211的轴向一端与所述内筒体212的轴向一端之间以及所述外筒体2ii的轴向另一端与所述内筒体212的轴向另一端之间分别连接有多个相互间隔分布的椎体面板213。这样设计，内筒体的内腔即为所述导向孔;外筒体可以加强导向杆的强度，便于在两端设置法兰盘以易于与其它部件连接;椎体面板，起连接外筒体和内筒体的作用，其具有一定锥度，可以引导被卡钻具的钻杆进入内筒体内，因套钻时需循环泥浆清理钻渣，各椎体面板之间的空隙可以增加导向钻杆内泥浆流动横截面积，降低流体阻力。[0033]优选地，所述椎体面板213呈条状。效果更加可靠。[0034]优选地，各所述椎体面板213沿导向杆的周向均匀分布。结构更加合理，受力更加均匀。[0035]优选地，所述椎体面板213与所述外筒体211之间的夹角为25度。夹角越小，被卡钻具钻杆进入导向钻杆内时的阻力就越小，采用这个角度，不仅阻力小，而且结构也较稳定。[0036]在一实施例中，所述椎体面板213的背面与所述外筒体211的内表面及所述内筒体212的外表面之间连接有椎体立板214。椎体立板起到加强这三者连接的作用，提高装置结构强度和稳定性。优选地，椎体立板垂直于椎体面板和内外筒体，加强效果更好。[0037]在一实施例中，所述外筒体211的轴向两端分别设有法兰盘215。设置法兰盘方便与套筒钻头筒体等其它部件连接。[0038]在一实施例中，所述法兰盘215的背面与所述外筒体211的外表面之间连接有加强筋板216。设置加强筋板用以进一步提高结构强度。在一实施例中，所述钻杆2还包括空心杆22,所述外筒体211的轴向另一端与所述空心杆22的轴向一端连接。空心杆起到让位的作用，可供被卡钻具的钻杆伸入，配合具有更长钻杆的被卡钻具。[0039]在一实施例中，所述空心杆22分割成依次可拆卸相连的两节以上。可以根据需要拆装和选择节数，实用性更好。[0040]在一实施例中，所述套筒钻头筒体11的轴向另一端呈锥形设计。这样设计，便于与钻杆过渡连接，并且可以引导被卡钻具的钻杆进入导向孔。[0041]应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，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。

权利要求：1.一种破除孤石卡钻的装置，其特征在于:包括套筒钻头和钻杆；所述套筒钻头包括套筒钻头筒体和固定在所述套筒钻头筒体的轴向一端的一个以上的刀具，所述套筒钻头筒体的轴向另一端与所述钻杆的轴向一端连接。2'如权利要求1所述的破除孤石卡钻的装置，其特征在于:所述钻杆包括导向杆，所述导向杆上设有轴向贯通的导向孔，所述套筒钻头筒体的轴向另一端与所述导向杆的轴向一端连接，被卡钻具的钻杆可伸入所述导向孔内。3.如权利要求2所述的破除孤石卡钻的装置，其特征在于:所述导向杆包括外筒体和同向间隔套设在所述外筒体内的内筒体，且所述外筒体的轴向两端分别向外超出所述内筒体的轴向两端，所述外筒体的轴向一端与所述内筒体的轴向一端之间以及所述外筒体的轴向另一端与所述内筒体的轴向另一端之间分别连接有多个相互间隔分布的椎体面板。4.如权利要求3所述的破除孤石卡钻的装置，其特征在于:所述椎体面板的背面与所述外筒体的内表面及所述内筒体的外表面之间连接有椎体立板。5.如权利要求3或4所述的破除孤石卡钻的装置，其特征在于:所述椎体面板与所述外筒体之间的夹角为25度。％6.如权利要求3或4所述的破除孤石卡钻的装置，其特征在于:所述外筒体的轴向两端分别设有法兰盘。7.如权利要求2或3或4所述的破除孤石卡钻的装置，其特征在于:所述钻杆还包括空心杆，所述导向杆的轴向另一端与所述空心杆的轴向一端连接。8.如权利要求7所述的破除孤石卡钻的装置，其特征在于:所述空心杆分割成依次可拆卸相连的两节以上。9.如权利要求1或2或3所述的破除孤石卡钻的装置，其特征在于:所述套筒钻头筒体的内径大于被卡钻具的外径。10.如权利要求1或2或3所述的破除孤石卡钻的装置，其特征在于:所述套筒钻头筒体的轴向另一端呈锥形设计。

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