[0001] 本发明涉及石油勘探钻探技术领域，尤其涉及一种用于石油勘探的钻探装置。

[0002] 液体钻井中，钻井液与井壁之间形成的一层固体沉积物。这种沉积物通常是由于钻井液中的固体颗粒或者岩屑与井壁接触后，形成了一层附着在井壁上的薄片或厚度不均的结构，同时还会包覆在钻头表面，影响钻头的钻进效率，泥包会造成钻头振动，振动通过钻杆传导至钻机上，导致钻机负载增大，影响钻机的工作效率，对于包覆在钻头表面的泥包，往往需要通过定期频繁清洗，是石油勘探钻孔过程中最常见也是最难解决的问题。

[0003] 目前解决办法是通过增加钻头的进水量以及把控钻头的转速来解决泥包的问题，公告号CN111197306A公开了一种防泥包PDC钻头，其包括钻头体、排屑槽及至少一个刀翼，刀翼与钻头体固定相连或一体成型，刀翼上设有切削齿，在钻头的工作端设有防包结构，防包结构与所述钻头体，和/或刀翼固定相连；防包结构的强度不高于钻头体；防包结构在井底覆盖图中低于刀翼轮廓线。

[0004] 该防泥包PDC钻头虽然可有效的防止泥包的产生，并对已产生的泥包进行刮除，但是对于钻头部分包覆的泥包清理效果较差，采用高压喷头对钻头上包覆的泥包进行清理，由于高压喷头的喷射范围以及角度有限，会导致钻头表面部分部位无法清理，清理不彻底，同时泥包还会在钻头钻进过程中产生振动，振动会传导至钻机，影响钻机的运作效率。

[0005] 因此可采用一种新型的用于石油勘探的钻探装置来解决现有技术的不足之处。

[0020] 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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。

[0021] 实施例一：参照图1‑图9，一种用于石油勘探的钻探装置，包括钻机1，还包括钻杆4以及钻头，钻头由钻体5、切削齿13以及凸起缘14组成；钻机1、钻体5、切削齿13、凸起缘14以及钻杆4均为现有的技术，此处不做具体阐述。

[0022] 缓冲部，用于消减钻头运作时振动的传导，并对振动产生的动能进行利用，钻体5上螺纹转动安装有连接套二8，钻杆4上螺纹转动安装有连接套一7，连接套一7与连接套二8之间安装有缓冲机构以及密封机构；连接套一7以及连接套二8上均固定安装有一个密封伸缩环9，两个密封伸缩环9相靠近的一端固定连接，用于隔绝连接套一7与连接套二8与外部空间，避免外部泥水进入连接套一7与连接套二8之间，造成连接套一7与连接套二8出现卡死的情况发生，用于保护连接套一7以及连接套二8。

[0023] 缓冲机构包括固定安装在连接套二8内部的多个缓冲缸体51，每个缓冲缸体51内均密封滑动安装有一个缓冲杆体21，每个缓冲缸体51与对应的缓冲杆体21之间均固定安装有一个弹簧；随着钻头的振动，会带动连接套二8振动，从而使连接套二8上的缓冲缸体51移动，由于缓冲杆体21不动，会使得缓冲缸体51在缓冲杆体21上滑动，使缓冲缸体51与缓冲杆体
21之间产生滑动摩擦，可将部分振动动能转化成摩擦内能，用于减震缓冲，然后可通过弹簧对缓冲缸体51进行复位。

[0024] 密封机构包括固定安装在连接套一7底部的密封圈19，连接套二8上部开设有与密封圈19相配合的密封槽20，密封圈19的长度小于缓冲杆体21的长度，且密封圈19始终在密封槽20内部滑动；随着连接套二8的移动，会使密封圈19在密封槽20内滑动，也可产生滑动摩擦，从而达到消减动能的目的，同时还可对连接套一7与连接套二8内部空间进行封堵，避免连接套一7与连接套二8内的水渗流，提高连接套一7与连接套二8之间连接的密封性。

[0025] 连接套二8上通过多个伸缩机构安装有多个刮板10，连接套一7内部固定安装有导水管17；伸缩机构包括固定安装在连接套二8外部的液压缸体15，液压缸体15内滑动安装有活塞杆24，活塞杆24上转动安装有转动接头18，转动接头18远离活塞杆24的一端与刮板10之间固定连接，缓冲缸体51与液压缸体15之间安装有加压结构；随着缓冲缸体51的移动，会通过加压结构向液压缸体15内注入水，随着液压缸体
15内水量的增多，液压缸体15内的水压会推动活塞杆24移动，从而通过转动接头18带动刮板10移动，使刮板10向靠近井壁的一侧移动，直至刮板10与井壁相抵为止，此时钻头还会振动，液压缸体15内还会注水，当液压缸体15内压强达到一定程度后，此时压力阀一25自动开启，对液压缸体15内的压力进行泄压。

[0026] 在进一步实施例中，加压结构包括固定连通在缓冲缸体51底部的单向进水管22以及单向出水管23，单向进水管22贯穿连接套二8并伸入连接套二8内部，单向出水管23贯穿连接套二8并伸出连接套二8，且单向出水管23与液压缸体15之间固定连通，液压缸体15上部固定安装有压力阀一25；向液压缸体15内注水过程中，缓冲缸体51向靠近缓冲杆体21的一侧移动时，此时缓冲缸体51内空间压缩，将缓冲缸体51内的水通过单向出水管23压入液压缸体15内，当缓冲缸体51向远离缓冲杆体21的一侧移动时，此时缓冲缸体51内空间增大，此时通过单向进水管22将连接套二8内的水吸入缓冲缸体51内备用，以此完成液压缸体15注水操作，由于缓冲缸体51内会有进出水，可为连接套二8的振动提供阻尼效果，达到减震的目的。

[0027] 实施例二：本实施例区别于实施例一的技术方案在于：参照图1，钻挖部，安装在钻机1上，用于驱动钻杆4转动，并驱动钻杆4升降，钻机1上安装有与钻杆4相配合的驱动机构；驱动机构包括转动安装在钻机1上与钻杆4相配合的液压驱动3，液压驱动3与钻机
1之间通过液压杆改变倾角，液压驱动3上滑动安装有与钻杆4相配合的旋转驱动2，液压驱动3顶部固定安装有与钻杆4相配合的收放绞盘6。

[0028] 首先通过液压杆驱动液压驱动3，使液压驱动3保持竖直（也可倾斜，取决于钻探井的角度要求），然后通过收放绞盘6将钻杆4吊起，接着将钻杆4穿过旋转驱动2，并对钻杆4进行夹持固定，在钻进时，通过液压驱动3驱动旋转驱动2下移，从而带动钻杆4下移，在钻杆4下移的过程中，旋转驱动2会带动钻杆4转动，从而实现钻杆4转动下移，配合钻头来进行钻探；此处的液压驱动3、旋转驱动2以及收放绞盘6的具体运作步骤此处不做具体阐述，因为为现有的技术特征。

[0029] 实施例三：本实施例区别于实施例二的技术方案在于：参照图1‑图7、图10‑图22，冲洗部，用于清洗钻头上包覆的泥包，安装在连接套一7与钻体5之间，冲洗部包括开设在钻体5上的多个第二水眼12以及两个第一水眼11，每个第二水眼12内均固定安装有一个第一保护套32，两个第一水眼11内均固定安装有一个第二保护套33；第一保护套32以及第二保护套33的作用是为了对第二水眼12以及第一水眼11进行保护，提高第一水眼11以及第二水眼12的强度，避免第一水眼11以及第二水眼12变形。

[0030] 每个第一保护套32内均滑动安装有一个喷头27，每个喷头27上均开设有多个喷水孔46，每个喷水孔46与喷头27之间均呈45度夹角设计，喷头27内的水通过喷水孔46喷出时，喷出的水柱会与泥包接触，此时水柱会对喷头27产生反作用力，带动喷头27转动，实现转动切削，且每个喷头27端部均固定安装有一个压力阀二45，每个喷头27与对应的第一保护套32之间均安装有转动机构；
当喷头27缩回第一保护套32内部时，由于大部分的喷水孔46被第一保护套32遮挡，因此喷头27内的水压增大，此时会自动打开压力阀二45，喷头27内的水会从喷头27的端部喷出。

[0031] 在进一步实施例中，转动机构包括开设在第一保护套32上的收纳槽，每个收纳槽内均滑动安装有一个弹力伸缩杆47，多个弹力伸缩杆47上共同滑动安装有一个限位环44，喷头27与限位环44之间为固定连接；该部分设计的作用是为了确保喷头27可自动缩回，同时还可在水柱的反作用力下自动转动。

[0032] 每个喷头27与钻体5之间均安装有推动机构；推动机构包括固定安装在导水管17内的对接杆28，对接杆28上通过滑槽滑动安装有连接杆29，连接杆29与对接杆28上的滑槽之间安装有复位弹簧杆，用于连接杆29与对接杆28之间的复位，对接杆28与连接杆29之间发生相对位移时，两者之间会产生滑动摩擦，可起到缓冲减震的作用。

[0033] 连接杆29与钻体5之间通过支架滑动连接，连接杆29上固定安装有锥形盘31，锥形盘31上通过复位结构安装有固定圆盘36；复位结构包括转动安装在锥形盘31上的多个转杆一34，固定圆盘36上转动安装有多个转杆二，多个转杆一34与对应的转杆二相互配合，相配合的两个转杆一34与转杆二之间通过转轴42转动连接，转杆一34与转轴42之间固定连接，转杆二与转轴42之间转动连接，转轴42上固定安装有两个弹簧卷40，两个弹簧卷40远离转轴42的一端与转杆二固定连接；固定圆盘36上固定安装有限位镂空板30，限位镂空板30上固定安装有多个支撑座
43，每个支撑座43上均固定安装有多个弹簧伸缩杆48，位于同一个支撑座43上的多个弹簧伸缩杆48上共同固定安装有一个连接环49，每个连接环49与对应的喷头27之间均为转动连接，锥形盘31与固定圆盘36之间安装有与两个第二保护套33相配合的增压结构；
增压结构包括固定贯穿安装在固定圆盘36上的活塞筒41，活塞筒41上固定连通有单向管一37，单向管一37上固定连通有两个伸缩管39，两个伸缩管39上均固定连通有一个进水罩38，两个进水罩38与对应的第二保护套33之间相连通，活塞筒41内滑动安装有活塞柱35，活塞柱35上固定安装有与活塞筒41相配合的活塞盘，活塞柱35远离活塞盘的一端与锥形盘31之间固定连接，活塞筒41靠近固定圆盘36的一侧固定连通有多个单向管二50。

[0034] 钻头振动会带动固定圆盘36往复移动：当固定圆盘36向靠近锥形盘31的一侧移动时：此时活塞筒41会在活塞柱35上滑动，缩小活塞筒41内部空间，从而将活塞筒41内的水通过单向管一37压入伸缩管39内，然后通过伸缩管39将水压入进水罩38内，接着通过第二保护套33喷出；
当固定圆盘36向远离锥形盘31的一侧移动时：此时活塞筒41会在活塞柱35上滑动，增大活塞筒41内部空间，此时会通过单向管二50将钻体5内的水吸入活塞筒41内进行储存。

[0035] 由于钻头振动较快，因此固定圆盘36往复移动频率高，且速度快，此时从单向管一37内喷出的水流流速大，可加快第二保护套33内水流的作用，提高水流的冲击力度，从而使得泥包更容易被冲下。

[0036] 第一层：随着钻头的振动，会带动钻体5往复移动，当钻体5向靠近钻杆4的一侧移动时，由于喷头27可在钻体5上转动并且滑动，因此在限位镂空板30以及支撑座43的作用下会阻止喷头27水平移动，此时喷头27会在钻体5上的第一保护套32内滑动，由于第一保护套32以及第二水眼12为倾斜设计，所以在喷头27滑动过程中，相邻两个喷头27之间的间距会发生变化，此时可通过连接环49带动弹簧伸缩杆48伸长，由于弹簧伸缩杆48为倾斜设计，因此根据力的分解，喷头27发生相对位移后会在水平方向对限位镂空板30产生一个推力，该推力可将喷头27推出第二水眼12，利用喷头27将包覆在钻头表面的泥包进行抵压脱离，在钻探的过程中，钻杆4内充满水，由于喷头27伸出第二水眼12，喷头27上的喷水孔46打开，通过喷水孔46向外喷水，此时喷头27内的水压降低，压力阀二45自动关闭。

[0037] 第二层：连接环49不仅起到连接支撑座43与喷头27的作用，还可对喷头27进行限位，防止喷头27伸出第二水眼12过多导致喷头27损坏，一旦喷头27被连接环49限制后，此时钻头继续向靠近钻杆4的一侧移动，此时位移量大于喷头27的伸出量，会带动限位镂空板30一起移动，此时转杆一34与对应转杆二之间会绕转轴42转动，缩小固定圆盘36与锥形盘31之间的间距，为钻头提供足够的位移空间，钻头回弹时，可通过弹簧卷40使转杆一34与转杆二复位；第三层：导水管17内转动安装有多个与对应转杆一34以及转杆二相配合的限位板
16，当钻头位移进一步增加时，此时转杆一34与转杆二之间的夹角达到一定程度（转杆一34与转杆二在转轴42的位置会与限位板16相抵），此时转杆一34与转杆二之间的夹角不会发生改变，因此固定圆盘36与锥形盘31之间的间距固定，可视为一根不可缩短的撑杆，此时会通过锥形盘31带动连接杆29移动，使连接杆29在对接杆28内滑动，直至连接套一7与连接套二8相抵为止，此时钻头位移量达到最大，钻头继续位移直接将振动传导至钻杆4上。

[0038] 此时振动的动能经过上述三层消耗，能量大幅降低。

[0039] 本装置不仅可在钻头运作振动的情况下完成，实现钻进自动清理，还可通过人工控制钻机1模拟振动来实现人为清理。

[0040] 本装置的具体操作步骤如下：首先通过液压杆驱动液压驱动3，使液压驱动3保持竖直（也可倾斜，取决于钻探井的角度要求），然后通过收放绞盘6将钻杆4吊起，接着将钻杆4穿过旋转驱动2，并对钻杆4进行夹持固定，在钻进时，通过液压驱动3驱动旋转驱动2下移，从而带动钻杆4下移，在钻杆4下移的过程中，旋转驱动2会带动钻杆4转动，从而实现钻杆4转动下移，配合钻头来进行钻探。

[0041] 随着钻头的钻进，会产生振动，使钻头上的钻体5往复移动：随着钻头的振动，会带动连接套二8振动，从而使连接套二8上的缓冲缸体51移动，由于缓冲杆体21不动，会使得缓冲缸体51在缓冲杆体21上滑动，使缓冲缸体51与缓冲杆体
21之间产生滑动摩擦，可将部分振动动能转化成摩擦内能，用于减震缓冲，然后可通过弹簧对缓冲缸体51进行复位；
随着缓冲缸体51的移动，会通过加压结构向液压缸体15内注入水，向液压缸体15内注水过程中，缓冲缸体51向靠近缓冲杆体21的一侧移动时，此时缓冲缸体51内空间压缩，将缓冲缸体51内的水通过单向出水管23压入液压缸体15内，当缓冲缸体51向远离缓冲杆体
21的一侧移动时，此时缓冲缸体51内空间增大，此时通过单向进水管22将连接套二8内的水吸入缓冲缸体51内备用，以此完成液压缸体15注水操作，由于缓冲缸体51内会有进出水，可为连接套二8的振动提供阻尼效果，达到减震的目的；
随着液压缸体15内水量的增多，液压缸体15内的水压会推动活塞杆24移动，从而通过转动接头18带动刮板10移动，使刮板10向靠近井壁的一侧移动，直至刮板10与井壁相抵为止，此时钻头还会振动，液压缸体15内还会注水，当液压缸体15内压强达到一定程度后，此时压力阀一25自动开启，对液压缸体15内的压力进行泄压；
当钻头不动时：此时喷头27缩回第一保护套32内部，由于大部分的喷水孔46被第一保护套32遮挡，因此喷头27内的水压增大，此时会自动打开压力阀二45，喷头27内的水会从喷头27的端部喷出；
随着钻头的振动，会带动钻体5往复移动，当钻体5向靠近钻杆4的一侧移动时，由于喷头27可在钻体5上转动并且滑动，因此在限位镂空板30以及支撑座43的作用下会阻止喷头27水平移动，此时喷头27会在钻体5上的第一保护套32内滑动，由于第一保护套32以及第二水眼12为倾斜设计，所以在喷头27滑动过程中，相邻两个喷头27之间的间距会发生变化，此时可通过连接环49带动弹簧伸缩杆48伸长，由于弹簧伸缩杆48为倾斜设计，因此根据力的分解，喷头27发生相对位移后会在水平方向对限位镂空板30产生一个推力，该推力可将喷头27推出第二水眼12，利用喷头27将包覆在钻头表面的泥包进行抵压脱离，在钻探的过程中，钻杆4内充满水，由于喷头27伸出第二水眼12，喷头27上的喷水孔46打开，通过喷水孔46向外喷水，此时喷头27内的水压降低，压力阀二45自动关闭。

[0042] 连接环49不仅起到连接支撑座43与喷头27的作用，还可对喷头27进行限位，防止喷头27伸出第二水眼12过多导致喷头27损坏，一旦喷头27被连接环49限制后，此时钻头继续向靠近钻杆4的一侧移动，此时位移量大于喷头27的伸出量，会带动限位镂空板30一起移动，此时转杆一34与对应转杆二之间会绕转轴42转动，缩小固定圆盘36与锥形盘31之间的间距，为钻头提供足够的位移空间，钻头回弹时，可通过弹簧卷40使转杆一34与转杆二复位；导水管17内转动安装有多个与对应转杆一34以及转杆二相配合的限位板16，当钻头位移进一步增加时，此时转杆一34与转杆二之间的夹角达到一定程度（转杆一34与转杆二在转轴42的位置会与限位板16相抵），此时转杆一34与转杆二之间的夹角不会发生改变，因此固定圆盘36与锥形盘31之间的间距固定，可视为一根不可缩短的撑杆，此时会通过锥形盘31带动连接杆29移动，使连接杆29在对接杆28内滑动，直至连接套一7与连接套二8相抵为止，此时钻头位移量达到最大，钻头继续位移直接将振动传导至钻杆4上。

[0043] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。