[发明专利]一种喷射式活翼扩孔钻具及其制作方法和使用方法

说明书

本发明公开了一种喷射式活翼扩孔钻具及其制作方法和使用方法，属于扩孔钻具领域。本发明的扩孔钻具，包括钻头体，钻头体的上端设有公接头，钻头体的下端镶嵌有先导切削具，钻头体的外周均匀固定有3～4组翼板座，翼板座上可拆卸地固定有扩孔翼板，扩孔翼板上镶嵌有扩孔切削具，钻头体上位于每个翼板座的下方均设有一个连通钻头体内腔且喷口垂直朝下的喷咀，钻头体内腔的下部设有隔水板，隔水板上设有多个均匀分布的喷水孔。本发明利用冲洗液发挥水力碎岩作用，提高扩孔效率；并且扩孔翼板磨损后可及时更换，无需更换整个钻具，使钻具成本降低30～60％；同时钻具导向好，工作平稳，扩孔质量好；还有，钻具的制作和使用均更加简单方便。

技术领域

本发明涉及一种扩孔钻具，更具体地说，涉及一种喷射式活翼扩孔钻具及其制作方法和使用方法，主要用于地质勘察、供水管井等工程领域。

背景技术

对于地质勘察、供水管井等工程领域的钻孔，钻进的地层主要是沉积岩(泥岩、页岩、砂岩、板岩、石灰岩等)及第三纪、第四纪沉积土层，钻孔深度50～300m。由于此类工程孔的设计最终钻孔直径较大不能一次成孔，需要预先钻进先导孔(钻孔外径)，然后经1～2次扩孔才能达到设计的钻孔直径。扩孔往往采用普通翼板式扩孔钻头，即在钻头体外侧直接焊接3～4个扩孔翼板(翼板上镶嵌硬质合金片)，扩孔翼板工作负荷大，磨损较快，要频繁更换钻头，致使扩孔效率低，钻头使用成本高。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有扩孔钻具存在扩孔效率低、钻头使用成本高等不足，提供一种喷射式活翼扩孔钻具及其制作方法和使用方法，采用本发明的技术方案，利用冲洗液高速射流软化或碎裂扩孔孔壁的岩石，发挥水力碎岩作用，同时完成扩孔翼板的清洗，保证扩孔翼板有效扩孔，提高扩孔效率，在同等条件下可提高扩孔效率20～30％；并且扩孔翼板磨损后可及时更换，无需更换整个钻具，使钻具成本降低30～60％；同时利用钻具前部的先导部分进行导向，钻具导向好，工作平稳，扩孔质量好；还有，钻具的制作和使用均更加简单方便。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种喷射式活翼扩孔钻具，包括钻头体，所述的钻头体的上端设有公接头，所述的钻头体的下端镶嵌有先导切削具，所述的钻头体的外周均匀固定有3～4组翼板座，所述的翼板座上可拆卸地固定有扩孔翼板，所述的扩孔翼板上镶嵌有扩孔切削具，所述的钻头体上位于每个翼板座的下方均设有一个连通钻头体内腔且喷口垂直朝下的喷咀，所述的钻头体内腔的下部设有隔水板，所述的隔水板上设有多个均匀分布的喷水孔。

更进一步地，所述的扩孔切削具在钻头体上分布的最大外径D2为先导切削具在钻头体上分布的外径D1的2～2.5倍。

更进一步地，所述的先导切削具在钻头体上分布的外径D1为所述的扩孔切削具在钻头体上分布的最大外径D2为所述的钻头体的有效高度H为600～800mm。

更进一步地，所述的翼板座焊接在钻头体上，翼板座的中间设有夹缝，所述的扩孔翼板安装于该夹缝内，并用螺栓固定。

更进一步地，所述的扩孔翼板的下部为倾角30°～45°的斜面。

更进一步地，所述的隔水板距钻头体下端面30～50mm。

更进一步地，所述的扩孔切削具为片状或柱状硬质合金切削具，所述的先导切削具为柱状硬质合金切削具。

本发明的一种喷射式活翼扩孔钻具的制作方法，包括以下步骤：

(a)制作外径为壁厚为10～16mm，有效高度为600～800mm的钻头体，并在钻头体的上端设置用于连接钻杆柱的公接头，在钻头体的底面镶嵌先导切削具；

(b)在钻头体的外周壁上均匀焊接3～4组中间设有夹缝的翼板座，并在翼板座的侧面开设螺栓孔；