一种检波器体耦合开孔钻具及钻机的制作方法

1.本技术涉及石油地球物理勘探设备领域，特别是涉及一种检波器体耦合开孔钻具及钻机。


背景技术：

2.随着地震勘探技术的发展，检波器受到了人们的重点关注。检波器具有高频响应好、动态范围宽、频带宽、灵敏度高等许多特性及优点，广泛应用于各大地区。检波器的埋置效果直接跟采集接收的资料品质密切相关。在地震采集施工中，需要在地表开孔，将检波器置入埋置孔内来采集地震信号。而在以往的地震采集中，仅是将检波器的尾椎埋置在地表之下，但随着单点检波器的推广使用，现在检波器的埋置要求是需要将检波器的壳体置于地表之下，才能达到地表耦合良好的效果。
3.在青海柴达木盆地地区大面积的发育了硬碱壳地表，这种地表十分坚硬，大大增加了打孔埋置检波器的难度，检波器埋置的耦合效果一直不太理想。目前埋置检波器的主要方法分为人工埋置和机械化埋置。在人工埋置方式中，工作人员采用钢钎、铁锹、洋镐等挖坑，存在劳动强度大、挖坑效率低等不足；在机械化埋置方式中，工作人员使用普通电钻或电锤，装配普通的麻花钻头打细孔，将检波器的尾椎插入固定在埋置孔中，但该方式存在冲击钻成孔的直径小，只能埋置检波器的尾椎，无法满足现在的埋置要求。特别是对于硬碱壳地表，取土困难，传统的钻具无法钻出足够的土埋置检波器的壳体。因此当今埋置工具使检波器无法真正做到体耦合，最终影响了检波器采集的数据的准确性。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型第一方面提供了一种检波器体耦合开孔钻具，能够快速在硬碱壳地表进行打孔，提高了钻孔效率，且埋置孔可以同时埋置检波器的尾椎和壳体，满足了检波器的埋置要求，提高了检波器接收的数据的准确性。
5.本实用新型的技术方案是：一种检波器体耦合开孔钻具，包括相互连接的转接头和第一孔钻头，所述转接头用于配置到钻机的动力输出端上，所述第一孔钻头用于钻出与检波器尾椎相适配的孔；其中，
6.所述转接头的底部套接有第二孔钻头，所述第一孔钻头穿过所述第二孔钻头卡接到所述转接头内，所述第二孔钻孔用于钻出与检波器壳体相适配的孔。
7.作为优选方案之一，所述第二孔钻头包括相连接的连接部和打孔部，所述连接部螺纹套接在所述转接头的底部，所述打孔部包括至少一个切削翼。
8.作为优选方案之一，所述连接部的外周面套设有排土器，所述排土器用于将钻孔时的泥土排出。
9.作为优选方案之一，所述排土器的外表面设有螺旋叶片。
10.作为优选方案之一，所述螺旋叶片呈单螺旋状沿所述排土器的高度方向延伸，或者呈双螺旋状沿所述排土器的高度方向延伸。
11.作为优选方案之一，所述钻具还包括顶丝，所述顶丝穿过所述转接头的侧壁将所述第一孔钻头固定在所述转接头内。
12.作为优选方案之一，所述转接头的外周面套设有顶丝防脱套，所述顶丝方脱套的位置对应于所述顶丝的位置。
13.作为优选方案之一，所述转接头为方柄四坑型转接头或两坑两槽型转接头。
14.本实用新型第二方面还提供了一种钻机，配置有如上所述的检波器体耦合开孔钻具。
15.与现有技术相比，本技术包括以下优点：
16.本实用新型提出一种检波器体耦合开孔钻具，包括相互连接的转接头和第一孔钻头，所述转接头用于配置到钻机的动力输出端上，所述第一孔钻头用于钻出与检波器尾椎相适配的孔；其中，所述转接头的底部套接有第二孔钻头，所述第一孔钻头穿过所述第二孔钻头卡接到所述转接头内，所述第二孔钻孔用于钻出与检波器壳体相适配的孔。
17.通过采用本技术的技术方案：钻机将动力输出到转接头上，通过转接头带动第一孔钻头和第二孔钻头打孔，第一孔钻头打出的埋置孔与检波器的尾椎相适应，用来插入检波器的尾椎，第二孔钻头打出的埋置孔与检波器的壳体相适应，用来插入检波器的壳体，解决了传统技术中打孔工具的成孔直径小，只能埋置检波器的尾椎，而无法埋置检波器的壳体，使得检波器与地表的体耦合度低的问题，通过本实用新型实施例提供的开孔钻具，使得埋置孔与检波器的形状紧密耦合，满足了检波器的埋置要求，提高了检波器接收的数据的准确性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对本技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本技术一实施例所述检波器体耦合开孔钻具的立体结构图；
20.图2是本技术又一实施例所述检波器体耦合开孔钻具的爆炸图；
21.图3是本技术再一实施例所述排土器的结构示意图；
22.图4是本技术再一实施例所述第二孔钻头的结构示意图。
23.附图标记说明：
24.1、转接头；2、第二孔钻头；21、连接部；22、切削翼；23、通孔；3、第一孔钻头；4、排土器；41、螺旋叶片；5、顶丝防脱套；6、螺纹连接段。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.随着地震勘探技术的发展，检波器被广泛应用于各大地区。在石油勘探过程中，可
控震源或井炮产生地震波，通过检波器接收地震波反馈信号，传输给仪器得到地震资料，经分析处理后研究地下地质构造及油藏情况。检波器和节点仪器埋置坑的挖坑效率及质量是影响高效地震勘探采集的重要因素之一。由于采集地震资料现场大多处于沙漠腹地、高原盆地、丘陵、山地等多种野外复杂环境中，特别是在青海柴达木盆地地区，存在大面积的硬碱壳地表，挖坑难度极大。
27.为了提高检波器采集资料的准确性，检波器与地表耦合性好是最关键的一步。传统的挖坑用具仅能挖出埋置检波器的尾椎的坑洞，无法适应当今的埋置要求。特别是对于硬碱壳地表，取土困难，本就成孔效率低，还需要挖出可埋置检波器的壳体的坑，无疑更加大了挖坑难度。
28.有鉴于上述问题，本实用新型旨在提供一种检波器体耦合开孔钻具，以提高开孔效率，实现硬碱壳地表上检波器埋置的体耦合。
29.参照图1和图2所示，图1为本实用新型示出的检波器体耦合开孔钻具的立体结构图；图2是本实用新型示出的检波器体耦合开孔钻具的爆炸。
30.如图1-图2所示，本实用新型提供了一种检波器体耦合开孔钻具，包括相互连接的转接头1和第一孔钻头3，所述转接头1用于配置到钻机的动力输出端上，所述第一孔钻头3用于钻出与检波器尾椎相适配的孔；其中，
31.所述转接头1的底部套接有第二孔钻头2，所述第一孔钻头3穿过所述第二孔钻头2卡接到所述转接头1内，所述第二孔钻孔用于钻出与检波器壳体相适配的孔。
32.具体而言，钻机可为锂电池电锤和液压式电锤，电锤上通常设有连接转接头1的夹头，转接头1与夹头卡合后，通过启动电锤，可将钻机的输出动力传递到转接头1上，使转接头1带动第一孔钻头3和第二孔钻头2均以预设的扭矩和方向旋转，带动开孔钻具打眼，打眼完成后埋置检波器。其中转接头1可选择一体式转接头1或者分体式转接头1。示例性地，转接头1的尾部设有孔槽，与钻机的夹头相夹合，转接头1的头部设有螺纹连接段6，用于连接第二孔钻头2，转接头1的内部中心设有盲孔，用于连接第一孔钻孔。
33.在本实施例中，第二孔钻头2位于第一孔钻头3的上方，第二孔钻头2的中心设有通孔23，第一孔钻头3穿过第二孔钻头2的本体延伸到转接头1的盲孔内，使得第一孔钻头3首先与地表接触，打出与检波器的尾椎相适应的埋置孔，第二孔钻头2继续打孔，形成与检波器的壳体相适应的埋置孔。其中第二孔钻头2的直径接近检波器的外壳的直径；第一孔钻头3的直径接近检波器的尾椎的最大截面直径，使得本开孔钻具开的埋置孔与检波器实现良好的体耦合。其中，第一孔钻头3伸出第二孔钻头2的长度根据检波器的尾椎的长度进行选择，本技术的不作限定。
34.优选地，所述转接头1为方柄四坑型转接头1或两坑两槽型转接头1。在本实施例中，转接头1的尾部为方柄四坑型或者两坑两槽型，转接头1的头部设有螺纹。其中，夹头可选用sds快速夹头，实现转接端头与夹头的快速连接。
35.参照图4所述，图4为第二孔钻头2的结构示意图。
36.在另外一个实施例中，所述第二孔钻头2包括相连接的连接部21和打孔部，所述连接部21螺纹套接在所述转接头1的底部，所述打孔部包括至少一个切削翼22。其中连接部21位于打孔部的上方，套设在转接头1的底部或头部。其中，在转接头1的底部设有螺纹连接段6，转接头1的底部可设有外螺纹，连接部21设有内螺纹，通过外螺纹和内螺纹的旋进旋出以
组合拆卸两者，以方便快速地将两者装配在一起。同样地，转接头1的底部可设有内螺纹，连接部21设有外螺纹，亦可实现本实用新型的目的。
37.作为本实施例的具体解释，打孔部为与坚硬地表相接触的部位，其设有多个切削翼22相对于连接部21的周缘围绕设置，每个切削翼22为金刚石切削翼22，以提高成孔效率，且投影最大直径接近检波器的壳体直径。具体地，本实用新型的切削翼22同聚晶金刚石复合片polycrystalline-diamond-compact，pdc)钻头上的每个翼。更具体地，本技术的打孔部为两翼pdc金刚石复合片钻头。
38.在又一可实现的方案中，所述连接部21的外周面套设有排土器4，所述排土器4用于将钻孔时的泥土排出。排土器4为上下开口内部中空的套管，以套设在连接部21的外周面，从而与钻接头、第一孔钻头3和第二孔钻头2四者成型为一体。在使用开孔钻具打孔时，坑壁自然塌陷，钻出大量的土地碎屑、泥土等物料，通过排土器4在打孔钻具旋转过程中将钻出的泥土等物料抛出，以提高钻孔效率。优选地，所述排土器4的最大直径不大于第二孔钻头2的最大直径。
39.在又一优选的技术方案中，如图3所述，图3为排土器4的结构示意图。所述排土器4的外表面设有螺旋叶片41。通过螺旋叶片41的旋转，在螺旋钻进的作用力下使得泥土随钻具一起旋转并形成向上的推力，将泥土快速输送至地表，可加快对泥土抛出的效率。
40.在本实施例延伸出的又一个优选实施方式中，所述螺旋叶片41呈单螺旋状沿所述排土器4的高度方向延伸，或者呈双螺旋状沿所述排土器4的高度方向延伸。其中螺旋延伸的螺距和圈数及螺纹角可根据排土器4的长度进行任意选择，本实施例不作限定。
41.在进一步地技术方案中，所述钻具还包括顶丝，所述顶丝穿过所述转接头1的侧壁将所述第一孔钻头3固定在所述转接头1内。具体地，转接头1的侧壁开设有顶丝孔，当第一孔钻头3卡合在转接头1内的盲孔内时，通过顶丝进行固定，以避免在强扭矩钻进的工况下，第一孔钻头3和转接头1脱离。
42.为了进一步加强钻进过程中的稳定性和安全性，在所述转接头1的外周面套设有顶丝防脱套5，所述顶丝方脱套的位置对应于所述顶丝的位置。如此，顶丝防脱套5套在转接头1上，可防止顶丝在钻头打孔过程中因旋转和震动从转接头1中脱离。其中，所述顶丝防脱套5为t型套，小孔直径接近转接头1的螺纹直径，大孔直径接近于转接头1的最大外径。
43.综上所述，本实用新型提供的一种检波器体耦合开孔钻具，包括转接头1、第一孔钻头3、第二孔钻头2、排土器4、顶丝、顶丝防脱套5，第二孔钻头2与转接头1的底部螺纹连接，排土器4套在第二孔钻头2的外周，第二孔钻头2中心设一通孔23，第一孔钻头3为两坑两槽冲击钻头，第一孔钻头3的一端穿过第二孔钻头2的通孔23插入转接头1的中心盲孔内，再通过顶丝进行固定在转接头1上，顶丝防脱套5最后套在转接头1上，安装完成后转接头1、排土器4、第二孔钻头2、第一孔钻头3的轴线共线。
44.如此，本技术解决了传统技术中打孔工具的成孔直径小，只能埋置检波器的尾椎，而无法埋置检波器的壳体，使得检波器与地表的体耦合度低的问题，通过本实用新型实施例提供的两个孔钻头，可实现埋置孔与检波器的形状紧密耦合，满足了检波器的埋置要求，提高了检波器接收的数据的准确性；通过本实用新型实施例提供的排土器4和切削翼22提高了开孔效率，通过本实用新型实施例提供的顶丝和顶丝防脱套5加强本装置的使用稳定性。整体结构简单，安装拆卸的方式简便，成孔效率高，适用于青海柴达木盆地地区的检波
器布设工作，具备规模化应用场景。
45.本实用新型的另一方面在于一种钻机，配置有如上所述的检波器体耦合开孔钻具。
46.对于上述钻机实施例而言，由于其与开孔钻具实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
47.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
48.还需要说明的是，在本文中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。
49.以上对本技术所提供的一种检波器体耦合开孔钻具及钻机，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之中。