1.本发明涉及潜孔钻具技术领域，更具体的是涉及一种用于定向分支钻孔的钻头及使用方法技术领域。
背景技术：
2.跟管钻具针对河卵石、溶洞等松土复杂岩层在钻进时难以成孔而设计，此钻具是在钻进时一同将钢管导入岩层，使岩层不会填埋，钻孔成形后再使用钻头掘进达到钻孔要求，广泛应用于基础建设、农田灌溉、生活用水、石油开采等掘进施工，目前现有扩孔块式同心钻具包括中心钻头、稳杆器、扩孔块和锁定系统组成，其中扩孔块通常为多块设置在中心钻头与稳杆器之间,通过锁定系统(采用横销+开口销形式)对其进行锁紧；钻具在未工作状态时扩孔块呈收拢状态，工作时，由于中心钻头(或扩孔块)接触地面受到岩层的压力，在回转工程中将扩孔块延展开，达到工作位置，此时扩孔块将与中心钻头和稳杆器紧贴，稳杆器台阶位置与管靴接触，将冲击力传递给跟管，达到钻孔跟进目的。
3.当前扩孔块式同心钻具在使用过程中，由于钻具锁紧系统的磨损和振动，造成扩孔块容易掉落而失效，或者由于岩层变化造成钻具卡钻或扩孔块折断，稳杆器开裂，导致井口报废，因此亟需一种可靠性高，不易脱落或断裂的钻具。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于：为了解决扩孔块和中心钻头易脱落或者断裂，连接方式单一的技术问题，本发明提供一种用于定向分支钻孔的钻头及使用方法。
5.本发明采用的技术方案如下：一种用于定向分支钻孔的钻头，包括钻头主体，所述钻头主体的一端设置有中心钻尖，该中心钻尖的周边设置有三个均匀排布的主翼块，该主翼块沿钻头主体轴向延伸至钻头主体的扩展钻头上，所述钻头主体的另一端设置有潜孔冲击器连接端，所述潜孔冲击器连接端与扩展钻头之间设置有管靴挂位，所述钻头主体内开有主气孔、中心气孔和分气孔，所述中心气孔的一端与主气孔连通，中心气孔的另一端出口开设在中心钻尖上，所述分气孔的一端与主气孔连通，分气孔的另一端出口开设在扩展钻头靠近中心钻尖的台面上；所述潜孔冲击器连接端内部设置有与主气孔连通的内螺纹连接端，该潜孔冲击器连接端的外壁靠近管靴挂位的这端依次设置有花键和卡口；花键和卡口作用于潜孔冲击器连接端连接冲击器，用于连接不同型号的冲击器配套；内螺纹连接端用于连接定位钻机的钻杆，适合不同运动的钻具。
6.所述扩展钻头上两主翼块之间设置有扩展翼块，所述扩展翼块与主翼块之间开设有分气孔，使扩展翼块增加了钻头主体的抗研磨性，而分气孔的设计，使钻头的使用时，排渣效果更好，掘进效率更高。
7.所述主翼块和扩展翼块上均排布设有硬质合金齿，提高掘进效率。
8.所述主翼块和扩展翼块上只有一侧排布设置有硬质合金齿，减少加工工序，只在钻进的前面设置硬质合金齿，不影响掘进效率。
9.所述中心钻尖的顶部设置呈偏平状，两侧开有凹面，该凹面开有中心气孔，即使偶到岩石，在冲击推进的方式掘进时，也能轻易钻孔。
10.一种用于定向分支钻孔的钻头的使用方法，使用上述所述的用于定向分支钻孔的钻头，包括如下步骤：
11.(1)测量放线定位钻孔位置，安装套管限位支座；
12.(2)根据表层土壤情况，选用适宜的钻机，套管通过管靴安装在管靴挂位上，钻机与潜孔冲击器连接端连接后，将套管安装在套管限位支座上，开启钻机使钻头钻孔，直到钻孔完成，露出钻头，将钻头拆卸后，钻机收回钻杆。
13.钻机选用定向钻机，该定向钻机的钻杆与内螺纹连接端连接，钻孔时只沿一个方向旋转。
14.钻机选用潜孔冲击器，潜孔冲击器与花键、卡口连接，钻孔时采用冲击推进的方式。
15.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
16.本发明设置的中心钻尖，在旋转钻孔时，起到避免偏移的作用，而在冲击钻孔时，起到促进掘进的作用，可有效避免卡井的现象发生，又因设置有三个主翼块，在凿岩时有效减少左右负载的扭力，同时减少负载扭力产生的断裂；而在扩展钻头处又增加了扩展翼块，使掘进和排渣更加稳定，由于扩展翼块和主翼块之间的间隙而形成排渣槽，无需开排渣槽，而潜孔冲击器连接端内部设置有内螺纹连接端，外部设置有花键和卡口，适用不同的钻机，适用范围更广。
附图说明
17.本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
18.图1是本发明半剖结构示意图；
19.图2是本发明结构示意图；
20.图3是本发明左视结构示意图；
21.图4是本发明安装上管套状态结构示意图；
22.图5是本发明花键截面结构示意图；
23.图中标记为：1-中心钻尖，2-中心气孔，3-主气孔，4-分气孔，5-管靴挂位，6-花键，7-潜孔冲击器连接端，8-内螺纹连接端，9-主翼块，10-钻头主体，11-扩展钻头，12-扩展翼块，13-硬质合金齿，14-卡口，15-套管，16-管靴。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范
围。
26.实施例1
27.如图1-5所示，本实施例提供一种用于定向分支钻孔的钻头，包括钻头主体10，所述钻头主体10的一端设置有中心钻尖1，该中心钻尖1的周边设置有三个均匀排布的主翼块9，该主翼块9沿钻头主体10轴向延伸至钻头主体10的扩展钻头11上，所述钻头主体10的另一端设置有潜孔冲击器连接端7，所述潜孔冲击器连接端7与扩展钻头11之间设置有管靴挂位5，所述钻头主体10内开有主气孔3、中心气孔2和分气孔4，所述中心气孔2的一端与主气孔3连通，中心气孔2的另一端出口开设在中心钻尖1上，所述分气孔4的一端与主气孔3连通，分气孔4的另一端出口开设在扩展钻头11靠近中心钻尖1的台面上；所述潜孔冲击器连接端7内部设置有与主气孔3连通的内螺纹连接端8，该潜孔冲击器连接端7的外壁靠近管靴挂位5的这端依次设置有花键6和卡口14；花键6和卡口14作用于潜孔冲击器连接端7连接冲击器，用于连接不同型号的冲击器配套；内螺纹连接端8用于连接定位钻机的钻杆，适合不同运动的钻具。
28.实施例2
29.在实施例1的基础上，所述扩展钻头11上两主翼块9之间设置有扩展翼块12，所述扩展翼块12与主翼块9之间开设有分气孔4，使扩展翼块12增加了钻头主体10的抗研磨性，而分气孔4的设计，使钻头的使用时，排渣效果更好，掘进效率更高。
30.实施例3
31.在实施例1的基础上，所述主翼块9和扩展翼块12上均排布设有硬质合金齿13，提高掘进效率。
32.实施例4
33.在实施例3的基础上，所述主翼块9和扩展翼块12上只有一侧排布设置有硬质合金齿13，减少加工工序，只在钻进的前面设置硬质合金齿13，不影响掘进效率。
34.实施例5
35.在实施例1的基础上，所述中心钻尖1的顶部设置呈偏平状，两侧开有凹面，该凹面开有中心气孔2，即使偶到岩石，在冲击推进的方式掘进时，也能轻易钻孔。
36.本发明的工作原理为：本发明潜孔冲击器连接端7接潜孔冲击器，用来将扭矩和冲击能传递给钻头主体10，从而完成冲击和旋转破碎岩层达到成孔，钻头主体10的中部设置有管靴挂位5，该管靴挂位5用于连接套装管靴16，并带动管靴16跟钻头主体10连动，管靴16与套管15螺纹连接，当本发明通过潜孔冲击器进行定向钻孔时，通过花键6和卡口14连接，通过推进的方式进行钻孔，适用松土复杂岩层，当遇到岩石时，由于中心钻尖1的设计，也很容易通过；当本发明通过与定向钻机的钻杆连接时，通过旋转的方式钻孔，此时，中心钻尖1除了能避免偏移外，还起到促进掘进的作用，使钻孔效率更高，又因为钻头主体10是一次成型的整体，不易出现脱落或者断裂的现象，从而保证了使用效果。技术特征：
1.一种用于定向分支钻孔的钻头，包括钻头主体(10)，其特征在于，所述钻头主体(10)的一端设置有中心钻尖(1)，该中心钻尖(1)的周边设置有三个均匀排布的主翼块(9)，该主翼块(9)沿钻头主体(10)轴向延伸至钻头主体(10)的扩展钻头(11)上，所述钻头主体(10)的另一端设置有潜孔冲击器连接端(7)，所述潜孔冲击器连接端(7)与扩展钻头(11)之间设置有管靴挂位(5)，所述钻头主体(10)内开有主气孔(3)、中心气孔(2)和分气孔(4)，所述中心气孔(2)的一端与主气孔(3)连通，中心气孔(2)的另一端出口开设在中心钻尖(1)上，所述分气孔(4)的一端与主气孔(3)连通，分气孔(4)的另一端出口开设在扩展钻头(11)靠近中心钻尖(1)的台面上；所述潜孔冲击器连接端(7)内部设置有与主气孔(3)连通的内螺纹连接端(8)，该潜孔冲击器连接端(7)的外壁靠近管靴挂位(5)的这端依次设置有花键(6)和卡口(14)。2.根据权利要求1所述的一种用于定向分支钻孔的钻头，其特征在于，所述扩展钻头(11)上两主翼块(9)之间设置有扩展翼块(12)，所述扩展翼块(12)与主翼块(9)之间开设有分气孔(4)。3.根据权利要求1所述的一种用于定向分支钻孔的钻头，其特征在于，所述主翼块(9)和扩展翼块(12)上均排布设有硬质合金齿(13)。4.根据权利要求3所述的一种用于定向分支钻孔的钻头，其特征在于，所述主翼块(9)和扩展翼块(12)上只有一侧排布设置有硬质合金齿(13)。5.根据权利要求1所述的一种用于定向分支钻孔的钻头，其特征在于，所述中心钻尖(1)的顶部设置呈偏平状，两侧开有凹面，该凹面开有中心气孔(2)。6.一种用于定向分支钻孔的钻头的使用方法，使用权利要求1-5任一项所述的用于定向分支钻孔的钻头，其特征在于，包括如下步骤：(1)测量放线定位钻孔位置，安装套管限位支座；(2)根据表层土壤情况，选用适宜的钻机，套管(15)通过管靴(16)安装在管靴挂位(5)上，钻机与潜孔冲击器连接端(7)连接后，将套管(15)安装在套管限位支座上，开启钻机使钻头钻孔，直到钻孔完成，露出钻头，将钻头拆卸后，钻机收回钻杆。7.根据权利要求6所述的一种用于定向分支钻孔的钻头的使用方法，其特征在于，钻机选用定向钻机，该定向钻机的钻杆与内螺纹连接端(8)连接，钻孔时只沿一个方向旋转。8.根据权利要求6所述的一种用于定向分支钻孔的钻头的使用方法，其特征在于，钻机选用潜孔冲击器，潜孔冲击器与花键(6)、卡口(14)连接，钻孔时采用冲击推进的方式。
技术总结
本发明公开了一种用于定向分支钻孔的钻头及使用方法，涉及潜孔钻具技术领域，解决现有扩孔块和中心钻头易脱落或者断裂，连接方式单一的问题，包括钻头主体，所述钻头主体的一端设置有中心钻尖，另一端设置有潜孔冲击器连接端，所述中心钻尖的周边设置有三个均匀排布的主翼块，该主翼块沿钻头主体轴向延伸至钻头主体的扩展钻头上，所述潜孔冲击器连接端与扩展钻头之间设置有管靴挂位，所述钻头主体内开有主气孔、中心气孔和分气孔，所述中心气孔的一端与主气孔连通，另一端出口开设在中心钻尖上，所述分气孔的一端与主气孔连通，另一端出口开设在扩展钻头靠近中心钻尖的台面上；本发明不易脱落或者断裂，适应性强，可连接不同掘进方式的钻机。进方式的钻机。进方式的钻机。
技术研发人员：吕伟伟 翁奇 陈晨 李伟 余飞
受保护的技术使用者：陕西太合智能钻探有限公司
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/8/4
声明：
“用于定向分支钻孔的钻头及使用方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：陕西太合智能钻探有限公司
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2024年07月12日 ~ 14日 
