專利名稱：可更換的鉆頭部件的制作方法
背景技術(shù)：
和領(lǐng)域本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)的鉆頭，特別是涉及一種新型的改進(jìn)的鉆頭部件，該鉆頭部件能夠可更換地安裝在傳統(tǒng)鉆柱的下端，該鉆頭具有樞軸刀刃支架，支架在流體壓力、鉆柱旋轉(zhuǎn)力和由鉆柱重量引起的加工件表面上的摩擦力的聯(lián)合作用下，沿徑向向外擴(kuò)展。
為向下鉆孔或者地質(zhì)鉆探所設(shè)計的可更換鉆頭部件有許多種，但以往的部件制造和操作成本太高，費(fèi)時而又不能適應(yīng)不同的鉆探操作，例如，擴(kuò)孔、開孔或者磨銑操作。代表性的專利為D.J.O’Grady的專利證號為2,203,998的美國專利，A.W.Kammerer Jr.的專利證號為2,814,463的美國專利，A.W.Kammerer的專利證號為3,196,961的美國專利，C.C.Brown的專利證號為3,552,509的美國專利，H.D.Link等的專利證號為3,554,304的美國專利，C.C.Brown的專利證號為3,656,564的美國專利，A.W.Kammerer等的專利證號為3,684,041的美國專利以及R.E.Leturno的專利證號為5,271,472的美國專利。
一直需要使用中具有多種的用途，效率高且使用壽命長的鉆頭部件，這種鉆頭特別適合用作鉆頭刀具、擴(kuò)孔器、開孔工具、磨銑部件工具或者這些工具的組合，并且可以在如下一些情況下使用有或者沒有流體輔助；鉆頭可更換或固定不變；有或沒有噴嘴截斷切割；有或沒有導(dǎo)向端；有或沒有碳化鎢金屬塊、切削齒、切割滾筒或者多晶鉆石嵌入物。最理想的情況下，本發(fā)明的鉆頭部件包括了刀具和沿一個或者多個鉆頭刀刃支架的流體通道的獨(dú)特的結(jié)合及設(shè)置，這些進(jìn)一步具有簡便和快速更換的特點(diǎn)。
因此，本發(fā)明的一個目的就是提供一種新型和改進(jìn)的鉆頭部件，這種部件具有多種用途，適于用來進(jìn)行各種地質(zhì)鉆孔操作，例如開孔、磨銑和擴(kuò)孔。
本發(fā)明另外一個目的是提供一種新型和改進(jìn)的用來將鉆頭部件或其它工具安裝在傳統(tǒng)鉆柱和套管柱的下端以進(jìn)行不同的向下打孔操作的方法和裝置。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種新型和改進(jìn)的用來將鉆頭和其它工具安裝在傳統(tǒng)鉆柱或套管柱的下端的方法和裝置，其中工具可以快速取回或更換。
本發(fā)明又一個目的是提供一種新型和改進(jìn)的鉆頭部件，這種部件使用切割嵌入件和流體通道的獨(dú)特結(jié)合，用以完成向下鉆孔切割操作；特別是，其中切割元件可用來單獨(dú)或與流體壓力一起進(jìn)行不同的切割和截斷操作。
本發(fā)明再一個目的是提供一種新型和改進(jìn)的鉆頭部件，其中切割嵌入件沿刀刃支架的前沿不可移動地固定，形成每個鉆頭的一部分；在另一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，提供一系列沿每個刀刃支架的下表面間隔排列的可轉(zhuǎn)動刀具盤，來進(jìn)行切割操作。
本發(fā)明意在把將安裝在鉆柱或者套管柱的鉆頭部件鉆入地下地層，此處接頭與鉆柱的下端連接，鉆頭具有一對相對并列配置的刀刃和刀刃支架，其中刀刃包括安裝在共用樞軸周圍的接頭上的樞軸端，刀刃支架從樞軸端沿切向伸出，位于從接頭向下沿軸向直接伸出的位置和相對鉆柱旋轉(zhuǎn)軸相反的垂直方向伸出的切割位置之間；刀刃支架一個邊緣上具有一系列切割元件。
在一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，切割元件插入沿每個刀刃支架的整個長度方向上的凹槽中，包括一個弓形的表面部分，這一部分從刀刃支架的底面突出。此外，切割元件還具有平坦表面部分，該部分直接與刀刃支架的前沿平齊。在第二種優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，切割元件為刀具盤的形式，刀具盤裝在每個刀刃支架底面上的各個滾筒軸上，每個刀具盤的旋轉(zhuǎn)軸配置為刀具盤繞一條在該位置處與鉆頭曲率半徑相切的軸線轉(zhuǎn)動。
在任一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，每個刀刃有一個至少沿刀刃支架的長度方向伸出的流體通道和多個流體排放孔，這些孔與流體通道連通，用來在壓力作用下將通道中的流體以高速射流的形式排放出來。最理想的情況下，排放裝置通過刀刃支架的底面從通道橫向伸出，在切割元件的后面形成從刀刃支架伸出的噴嘴。為了最有效地切割和除掉被鉆制地層，噴嘴的位置相對切割元件的位置交錯排列，這樣切割元件可以在噴嘴形成的截斷線處將材料切碎。例如，如果噴嘴只沿另一個鉆頭布置，切割元件將在該鉆頭處的噴嘴形成的截斷線處把材料切碎。如果切割元件布置在兩個鉆頭上，它們將恰當(dāng)?shù)叵嗷ソ诲e，這樣在截斷線之間的地層中具有不同的徑向距離，從而使得噴嘴沿兩個鉆頭布置時，應(yīng)當(dāng)相互之間具有一定的偏移量，以便在不同的徑向距離上形成截斷線，從而達(dá)到增強(qiáng)切割的目的。切割元件和噴嘴的數(shù)目和間距將隨被鉆制材料的硬度、孔的大小和流體排放的速度變化。
從以上描述中可以看出，在地下地層中鉆孔的方法包括如下步驟通過在一對旋轉(zhuǎn)鉆頭中的至少一個內(nèi)的多個噴嘴排放高速流體流，借此形成一系列同心圓截斷線；將一系列切割元件安裝在至少另外一個鉆頭上，用來將通過噴嘴的噴射流形成的截斷線之間的地層材料切碎。不管噴嘴和切割元件沿一個或者兩個鉆頭布置，最理想的情況是切割元件相對噴嘴通路有一個偏移量，這樣可以將噴嘴形成的截斷線之間的地層切碎。當(dāng)使用旋轉(zhuǎn)的刀具盤作為切割元件時，刀具盤的方向跟隨或者追蹤噴嘴形成的截斷線，以便在截斷線之間輔助切碎巖石或者其它材料。
作為本發(fā)明的一種附加特性，刀刃的樞軸部件可取下地裝在接頭的底面上，從底面向上伸出的提伸板具有一個閂鎖裝置，該裝置可以和一個更換桿配合，這樣可以影響在更換桿和閂鎖元件之間的閂鎖配合，用來從鉆孔中取出鉆頭進(jìn)行更換。
這里描述了本發(fā)明的顯著特點(diǎn)，這樣以下的詳細(xì)描述就會更易于理解，同時也為了解本發(fā)明對本工藝的貢獻(xiàn)提供了方便。當(dāng)然，下文中還將對本發(fā)明的其它特征進(jìn)行描述，這些將形成以下所附權(quán)利要求的主題。在這方面，在詳細(xì)解釋本發(fā)明的至少一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)之前，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于隨后的描述中所闡述的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和組件配置。本發(fā)明可以具有其它實(shí)施例，也可以按不同的方式實(shí)施。同時，也應(yīng)當(dāng)理解這里所使用的措辭和術(shù)語的目的只是進(jìn)行描述，而不應(yīng)當(dāng)作為制約。有鑒于此，這里使用“鉆柱”這個術(shù)語，可以更改為旋轉(zhuǎn)柱、鉆桿或者套管軸等。這樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本披露內(nèi)容所基于的概念可以很容易地用作設(shè)計其它結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的基礎(chǔ)，用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多個目標(biāo)。因此，重要的是，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為權(quán)利要求書包含了這些共同結(jié)構(gòu)，只要這些結(jié)構(gòu)不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
更為詳細(xì)地考慮鉆頭12的安裝和結(jié)構(gòu)，如圖9到15中所示，每個刀刃支架15和16從軸環(huán)14的切向伸出，在每個刀刃支架15和16的前沿30的圓形凹槽中嵌入淬硬的切割材料的嵌入物28。嵌入物28為圓柱銷形狀，其長軸方向與支架16的長度方向垂直。進(jìn)一步，每個嵌入物28直徑較大的一端嵌入支架的厚度方向，從而只有有限的弧形表面28’從支架15和16的底面31伸出。如圖9和10所示，附加嵌入物29從刀刃支架上橫向伸出，與軸環(huán)14隔開一段有限的距離，位于支架15和16自由端邊緣32。更特別地，圖9和10中所示的分別位于支架15和16上的嵌入物相互之間具有偏移關(guān)系，下文將對此進(jìn)行詳細(xì)描述。
如

圖11到15所示，每個刀刃支架15和16優(yōu)選情況下通常為矩形截面，包括由一個第一孔34和一個第二孔35形成的流體通道，其中第一孔34沿軸環(huán)14的弦延伸，而第二孔35與第一孔34形成一個直角，沿支架15和16的整個長度方向延伸，但按照一個逐漸變化的角離開嵌入物28。一系列噴嘴或者噴射器38與孔35連通并從該孔橫向延伸，經(jīng)過刀刃支架15和16的厚度，在緊挨嵌入物28的后方，沿著支架15和16的底面31以隔開的間距，將流體以高速液流的形式排出。優(yōu)選情況下，每個噴嘴和噴射器為圓柱體39的形式，具有一個內(nèi)錐形孔40，該孔40向其排出端逐漸縮小，并且該圓柱體通過一個合適的保持環(huán)42安裝在排出通道41內(nèi)。在支架16的外端或者自由端有一個插頭37，該插頭可以與上述的某個噴嘴38類似，如果希望完全將孔35的排出端堵住，則可以插入實(shí)體圓柱插頭37，如圖所示。
正如可以從圖15最好地看到，示出了鉆頭12的底面31，一個刀刃支架上的嵌入物28相對另一個刀刃支架上的嵌入物28有一定的偏移量；同樣，刀刃支架15上的噴射器38與刀刃支架16上的噴射器38偏移或交錯排列。噴嘴的主要功能是形成如圖15中點(diǎn)劃線所示的截斷線，這樣一個刀刃支架上的噴嘴38將形成截斷線K1，而另一個刀刃支架上的噴嘴38將形成截斷線K1之間的截斷線K2。切割嵌入物28的主要功能是切碎截斷線K1和K2之間的巖石，所以嵌入物配置在各自支架上的噴嘴之間，或者換句話說，切碎噴嘴形成的截斷線之間的巖石。因此，正如可以在圖15中看到，從井孔或者鉆頭12的底面向上看時，假定從刀刃的上方看時刀刃按順時針方向旋轉(zhuǎn)左側(cè)刀刃支架上的切割嵌入物或刀具28將在右側(cè)刀刃支架16上的噴嘴38形成的截斷線K1之間橫切巖石或者其它材料。相反，右側(cè)刀刃支架上的切割嵌入物28將在左側(cè)刀刃支架15上的噴嘴38形成的截斷線K2之間橫切巖石或者其它材料。特別是，切割嵌入物28將刮削或者剪切巖石或者地層材料。
在圖16到18所示的本發(fā)明的另一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，刀具盤44安裝后可以繞單獨(dú)的滾筒軸45轉(zhuǎn)動，滾筒軸固定在刀刃支架15’和16’的底面的凹槽內(nèi)緊靠噴嘴或者噴射器38的前方。正如可以從圖18的仰視圖中看到的一樣，每個盤44的轉(zhuǎn)動軸與盤44所處的曲率半徑相一致，換句話說，每個軸承的軸45的方向垂直于刀刃支架15’和16’的底面上該點(diǎn)處的曲率半徑。各個盤44由淬硬材料制成，例如與嵌入物28相似的碳化鎢或者多晶石英材料，并且盤具有逐漸縮小的表面，與切割邊緣46相交或者終止于該處，切割邊緣46在圖11所示的特定點(diǎn)或者半徑處與對側(cè)支架的噴嘴噴射流相一致。此外，對應(yīng)于圖15所示的嵌入物29的切割嵌入物29可以位于每個鉆頭12的軸環(huán)部分14的底面上。流體在足夠大的壓力作用下從循環(huán)溝槽噴射到切口處，將切屑沖走或者至少使其松動以便盤44將其移除；之后，流體和切屑將在鉆管10和鉆孔的表面上向上移動，直到排出表面。很明顯，這里所使用的術(shù)語“流體”可以指代任何液體、氣體或兩者的混合物，正如在地質(zhì)鉆探或者截斷操作中通常做的那樣。
為了取出并更換鉆頭12，例如，當(dāng)鉆頭12或者其嵌入物28變鈍或者磨損以后，它們將可以被更換桿50移出來，更換桿50連接在從傳統(tǒng)的地面滑輪、絞盤或者其它類似的在孔內(nèi)放入或取出工具的裝置延伸的鋼絲繩W的下端52。更換桿50懸掛在鋼絲繩W下端的環(huán)中，包括由適當(dāng)?shù)墓潭?，例如螺?3，以豎直分隔的間距連接的定中器54。更換桿50的下端51有更換槽55，容放上面的提伸板螺栓22，所有這些都圖示在圖4到6中。正如在圖19到21中更詳細(xì)地顯示的一樣，一個閂鎖部件安裝在更換桿50下方斜面端上，該部件包括擋器56，擋器56通過支撐塊60上的閂銷58地可以轉(zhuǎn)動連接在槽55中，而支撐塊60焊接在更換桿50的下端。錨桿銷釘61和62位于支撐塊60的上端和下端，并且固定在擋器56上的一個彈簧元件64可以釋放地連接在錨桿銷釘61和62的某一個上。例如，當(dāng)要把刀刃12從孔中取出時，彈簧64連接使得擋器56朝向沿槽55的伸展方向，這樣當(dāng)擋器56降低接觸到上提伸板螺栓22時，彈簧力被克服，擋器向上轉(zhuǎn)動直到螺栓22越過擋器，然后擋器自由回到其最初的閉合位置。然后鋼絲繩W提伸將刀刃12從孔中提出。
將一套新刀刃12放入孔中時，彈簧64從上錨桿銷釘61上松開與下錨桿銷釘62接觸，以便使擋器56從槽55中偏向開啟的位置。新刀刃的上提伸板螺栓22位于槽55中，擋器56手工轉(zhuǎn)動回閉合位置，刀刃部件下降直到螺栓22的重量支承在擋器56上，然后新刀刃在鋼絲繩的作用下下降到鉆管10中，直到安置在底座連接器11上。一旦刀刃部件正確在落在底座連接器上以后，繼續(xù)降低擋器部件以便把上螺栓22的重量從擋器上移開，以便允許擋器56在彈簧64的作用下向上轉(zhuǎn)動，處于開啟位置，而更換桿50可以從孔中移出。
在使用中，鉆頭12和銷或軸18上的提伸板20一起裝配，放置在底座連接器11上，然后底座連接器11通過螺紋和鉆管10連接在一起。下端提伸板20和銷可以在底座連接器11的槽G中滑動，直到穩(wěn)定地安置在槽的底部。然后鉆管10下降進(jìn)入被鉆制的地層中，在施加在鉆管10上的旋轉(zhuǎn)力的作用下，刀刃支架12向外擺動，進(jìn)入鉆孔位置，如圖3所示。流體在壓力作用下進(jìn)入循環(huán)溝槽或者鉆頭12的孔34和35內(nèi)，通過噴嘴38轉(zhuǎn)變成高速噴射流。經(jīng)過刀刃12的高壓排放流可以使刀刃12相對鉆管保持垂直的位置。進(jìn)一步，在被鉆制材料的摩擦力的作用下，刀刃支架12將保持所述的垂直位置。通過噴射溝槽或者噴嘴38噴出的流體將形成截斷線K1和K2，除非是極其堅(jiān)硬的巖石材料。在某些地層中，噴射力將足以截斷和移除鉆屑，而無需其它附加切割元件，或者至少使材料松動以便于刀刃12將其移除。
在所述的切割元件28或者44任一種交錯或者偏移方式的輔助下，任何殘余材料都將在截斷線之間被移除，并且流體將把鉆管內(nèi)和鉆孔表面上的鉆屑沖出加工表面外。
當(dāng)希望更換磨損或者變鈍或者噴嘴擴(kuò)大而使效率降低的鉆頭12時，更換裝置在鋼絲繩W的作用下通過鉆管10下降，如圖4到6所示。定中器54使得更換桿50保持鉆管10的中心位置，直到更換桿50的下部斜面端接觸到上提伸板螺栓22。繼續(xù)下降運(yùn)動將導(dǎo)致?lián)跗?6打開，直到螺栓22越過擋器56并在彈簧64的作用下回到閉合位置。然后整個提伸裝置脫離底座連接器，在鋼絲繩的作用下向上提伸通過鉆管10，直到完全從鉆管10中移出。
一旦鉆頭12被更換或者得到修復(fù)，彈簧64倒置并按所述的方式連接，這將導(dǎo)致?lián)跗?6進(jìn)入正常的開啟位置。一旦新的或者修復(fù)的鉆頭部件的上提伸板螺栓22進(jìn)入槽55中的位置，擋器56手工恢復(fù)到閉合位置，鉆頭部件可以下降直到落在底座連接器11上。一旦鉆頭部件的重量從擋器56上移走，彈簧64將打開擋器以允許鋼絲繩W從鉆管中移走，這樣可以繼續(xù)進(jìn)行鉆孔。
擴(kuò)孔、開孔、磨銑和其它所述的操作，都可以使用鉆頭部件的優(yōu)選結(jié)構(gòu)來完成。在所有的鉆井中，特別是那些使用傳統(tǒng)方法改進(jìn)向下鉆井工具非常昂貴且費(fèi)時的地方，或者需要幾次改變孔徑的地方，本發(fā)明的鉆頭部件是非常有效的。
因此，應(yīng)當(dāng)理解，盡管這里闡述和描寫了本發(fā)明優(yōu)選結(jié)構(gòu)，仍可對其進(jìn)行上述和其它修改和變更，而不致偏離由所附權(quán)利要求書及其等同體所定義的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.在一種裝在鉆桿(10)上的鉆入地下地層的鉆頭部件中，其改進(jìn)之處包括一個連接在所述鉆桿下端的接頭(11)；以及一個鉆頭(12)具有一對相互交錯配置的刀刃(16)，該刀刃包括安裝在所述接頭上圍繞公共樞軸的樞軸端(14)，和從所述樞軸端向外伸出的刀刃支架(16)，位于從接頭向下沿軸向直接伸出的位置和相對所述鉆柱旋轉(zhuǎn)軸的垂直方向直接伸出的切割位置之間，所述刀刃支架沿其切割邊緣具有一系列切割元件(28，44)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的部件，每個所述切割元件鑲嵌在沿每個所述刀刃支架的整個長度上的凹槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的部件，其特征在于，每個所述切割元件包括一個從所述刀刃支架底面伸出的弓形表面部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的部件，其特征在于，每個所述切割元件具有一個平坦表面部分，基本與所述前沿平齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的部件，其特征在于，每個所述刀刃支架總體上具有矩形斷面，并終止于正方形端部，至少一個所述切割元件安裝在所述正方形部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的部件，每個所述鉆頭包括一個至少沿所述刀刃支架的長度方向延伸的流體通道和多個流體排放裝置，這些裝置與所述流體通道連通，用來在所述流體通道的壓力作用下將流體排放出所述刀刃支架。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的部件，其特征在于，所述排放裝置通過所述刀刃支架的底面從所述通道橫向伸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的部件，其特征在于，所述排放裝置為噴嘴的形式，噴嘴從所述刀刃支架上靠近所述切割元件的地方伸出，每個所述刀刃支架上的所述噴嘴相對所述切割元件具有一定偏移量布置，一個所述刀刃支架上的所述切割元件配置為在所述噴嘴形成的截斷線之間與所述地層接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的部件，其特征在于，所述樞軸元件可移動地安裝在所述接頭上，提伸板(20)從所述接頭向上伸出，在其上端具有一個閂鎖松開元件(22)，一個更換桿(50)包括位于其下端的更換裝置(56)，設(shè)置為用于通過所述鉆桿向下延伸與所述閂鎖接觸元件配合從而將所述鉆頭提伸出所述接頭，并通過所述鉆桿到達(dá)地面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的部件，其特征在于，所述閂鎖裝置包括所述更換桿下端的一個槽，一個安裝后伸出所述槽的轉(zhuǎn)動閂鎖元件，和裝置(64)，該裝置在橫向伸過所述槽的閂鎖位置和離開所述槽的松開位置之間可變形地推動所述閂鎖元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10中所述的部件，其特征在于，所述推動裝置安裝后可以反向移動，并能夠有選擇地將所述閂鎖元件壓向或壓離所述閂鎖位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的部件，其特征在于，所述切割元件由刀具盤(44)確定，刀具盤安裝在軸上，可以相對所述刀刃支架獨(dú)立轉(zhuǎn)動。
13.在一種裝在鉆桿上的鉆入地下地層的鉆頭部件中，其改進(jìn)之處包括一個連接在所述鉆桿下端的接頭；以及一個鉆頭，具有一對相互交錯配置的刀刃，該刀刃包括安裝在所述接頭上圍繞公共樞軸的樞軸端，和從所述樞軸端向外伸出的刀刃支架，位于從接頭向下沿軸向直接伸出的位置和相對所述鉆柱旋轉(zhuǎn)軸的垂直方向直接伸出的切割位置之間，所述刀刃支架沿其切割邊緣具有一系列切割元件，所述切割元件為刀具盤的形式，刀具盤沿刀刃支架的一個表面裝在刀刃支架的軸上，可以獨(dú)立轉(zhuǎn)動，并與所述地層接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的部件，切割元件沿每個刀刃支架的底面布置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的部件，其特征在于，每個切割元件含有一個刀具盤，設(shè)置有逐漸變小的切削面(46)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的部件，其特征在于，每個刀刃支架總體上為矩形截面，其終止面為正方形，切割元件安裝在刀刃支架的凹槽中。
17.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的部件，每個鉆頭包括一個至少沿刀刃支架的長度方向延伸的流體通道和多個流體排放裝置，這些裝置與流體通道連通，用來在流體通道的壓力作用下將流體排放出刀刃支架。
18.根據(jù)權(quán)利要求17中所述的部件，其特征在于，排放裝置從刀刃支架底面的通道橫向伸出。
19.根據(jù)權(quán)利要求18中所述的部件，其特征在于，排放裝置為噴嘴形式，在切割元件之間從刀刃支架伸出。
20.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的部件，其特征在于，樞軸元件可以移動地安裝在接頭上，提伸板從接頭向上伸出，在其上端具有一個閂鎖松開元件，一個更換桿包括位于其下端的更換裝置，用于通過鉆桿向下延伸，與閂鎖接觸元件配合從而將鉆頭提伸出接頭，并通過鉆桿到達(dá)地面。
21.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的部件，其特征在于，閂鎖裝置包括更換桿下端的一個槽，一個安裝后伸出槽的轉(zhuǎn)動閂鎖元件，和裝置，該裝置在橫向伸過所述槽的閂鎖位置和離開所述槽的松開位置之間可變形地推動閂鎖元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的部件，其特征在于，壓迫裝置安裝后可以反向移動，并能夠有選擇地將閂鎖元件壓向或壓離閂鎖位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求19中所述的部件，其特征在于，每個刀刃支架上的噴嘴相對切割元件具有一定偏移量布置，一個刀刃支架上的切割元件配置為在另一個刀刃支架上的切割元件形成的截斷線之間與地層接觸。
24.在地層上鉆孔的方法，包括如下步驟通過在一對轉(zhuǎn)動鉆頭中的至少一個內(nèi)的多個噴嘴排放高速流體流，使鉆頭在地層上形成一系列同心圓截斷線；和提供一系列切割元件安裝在至少另外一個鉆頭上，用來將所述截斷線之間的任何地層材料切碎。
25.根據(jù)權(quán)利要求24中所述的方法，其特征在于，切割元件相對噴嘴有一定偏移量。
26.根據(jù)權(quán)利要求24中所述的方法，其特征在于，噴嘴和切割元件沿每個鉆頭的地層接觸面布置。
27.根據(jù)權(quán)利要求24中所述的方法，包括給鉆頭施加離心力，使鉆頭向外擺動進(jìn)入工作位置，并保持鉆頭在工作位置的步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求26中所述的方法，其特征在于，一個鉆頭上的切割元件相對另一個鉆頭上的切割元件有一定的偏移量。
29.根據(jù)權(quán)利要求24中所述的方法，包括在足夠大的壓力下將流體從噴嘴中噴出，使得鉆頭沿徑向向外擺動，進(jìn)入工作位置的步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求24中所述的方法，包括通過鉆頭和被鉆材料之間的接觸摩擦力，使鉆頭保持在工作位置的步驟。
全文摘要
在一種可更換的鉆頭部件內(nèi)，一個標(biāo)準(zhǔn)鉆管或者套管(10)包含一個通過螺紋連接到其下端的接頭(11)，該接頭形成一個底座連接器，用來支撐一對鉆頭(12)的上端圓形樞軸端，鉆頭樞轉(zhuǎn)地安裝在一對提伸板(20)之間。鉆頭包含從樞軸端(14)伸出的刀刃(16)，刀刃上有淬硬的切割元件(28，44)，切割元件沿著或者鄰近支架前沿；以及流體通道(34、35)引向刀刃上的一系列噴嘴(38)，它與鉆管的旋轉(zhuǎn)力和被鉆制材料與刀刃之間的摩擦力一起，將導(dǎo)致刀刃呈現(xiàn)并保持相互垂直的位置。刀刃或者刀具可以通過更換裝置(50、56)取出，以便用新的刀刃來替換。
文檔編號E21B10/34GK1396981SQ01803330
公開日2003年2月12日 申請日期2001年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月27日
發(fā)明者艾倫·L·納克魯?shù)?申請人:艾倫·L·納克魯?shù)?br>