[發(fā)明專利]鉆探設(shè)備和鉆探方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010268807.5
• 申請(qǐng)日: 2010-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN102003137A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·魏克斯勒;S·M·芬肯策勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 包爾機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): E21B3/00
• 分類號(hào): E21B3/00;E21B7/132
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶有用于在鉆管(casing?tube)內(nèi)鉆探的鉆探裝置的鉆探設(shè)備，該鉆探裝置具有支撐框架和鉆探工具，該支撐框架帶有用于相對(duì)于鉆管固定的緊固裝置，該鉆探工具借助于設(shè)置在支撐框架上的鉆探驅(qū)動(dòng)裝置通過伸縮桿以旋轉(zhuǎn)的方式被驅(qū)動(dòng)。

本發(fā)明還涉及一種用于在鉆管內(nèi)產(chǎn)生鉆孔的鉆探方法，其中鉆探裝置的支撐框架相對(duì)于鉆管被固定，并且借助于設(shè)置在支撐框架上的鉆探驅(qū)動(dòng)裝置，鉆探工具通過伸縮桿以旋轉(zhuǎn)的方式被驅(qū)動(dòng)，借以在鉆管內(nèi)部除去土壤材料。

背景技術(shù)

從EP1154078B1已知這種類型的鉆探設(shè)備和鉆探方法。為了在軟質(zhì)地層中產(chǎn)生鉆探樁，首先借助于已知的引導(dǎo)設(shè)備將鉆管頂入或旋入。為了除去鉆管內(nèi)部的土壤材料，起重裝置用來設(shè)置在帶有支撐框架的鉆探裝置上，該支撐框架被夾固在鉆管的上端。使用該起重裝置通過伸縮式方鉆桿(Kelly?rod)降下用作鉆探工具的鉆斗(drilling?bucket)。通過設(shè)置在被夾固的支撐框架上的鉆探驅(qū)動(dòng)裝置通過方鉆桿以旋轉(zhuǎn)方式驅(qū)動(dòng)該鉆探裝置的鉆探工具。

一旦鉆斗的容納空間充滿被除去的土壤材料，就通過起重裝置再次提升鉆探工具，支撐框架與鉆管分離并且整個(gè)鉆探裝置相對(duì)于鉆管側(cè)向擺動(dòng)，并且鉆斗在此位置被倒空。為了在鉆探裝置再次被置于鉆管上之后繼續(xù)鉆探，將支撐框架夾固于其上并且又一次降下鉆探工具。

在鉆孔成形后，使用起重裝置整體除去鉆探工具，并且例如通過插入由鋼和大塊混凝土制成的加強(qiáng)籠填充鉆管內(nèi)產(chǎn)生的腔以便產(chǎn)生基樁。

總而言之，這種已知的鉆探方法很有效，因?yàn)殂@探完成后可通過起重裝置將鉆探裝置移至下一鉆管使得可隨即著手下一鉆孔。由于鉆探裝置通過纜索懸掛在起重裝置上的事實(shí)，形成了能夠通過起重裝置以快速和有效的方式特別是在復(fù)雜地形上移動(dòng)的所謂的“飛鉆探裝置(flying?drilling?apparatus)”。

在不利天氣條件的情況下，特別是在強(qiáng)風(fēng)的情況下，鉆探裝置在鉆管上的安放和支撐框架的夾固要求起重裝置內(nèi)的操作員經(jīng)驗(yàn)豐富且技術(shù)嫻熟。由于懸掛在起重纜索上的鉆探裝置的搖擺運(yùn)動(dòng)，在工作過程期間可能出現(xiàn)時(shí)間延遲。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于提供即使在不利天氣條件下也能實(shí)現(xiàn)鉆管中的鉆孔的有效生產(chǎn)的鉆探設(shè)備和鉆探方法的目的。

按照本發(fā)明，分別通過具有權(quán)利要求1的特征的鉆探設(shè)備和具有權(quán)利要求8的特征的鉆探方法達(dá)到該目的。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中陳述。

根據(jù)本發(fā)明的鉆探設(shè)備的特征在于，在鉆管的上端設(shè)置了可調(diào)節(jié)的容納部件，支撐框架可被緊固于其上，并且該容納部件可調(diào)節(jié)地支撐在鉆探位置與偏移位置之間，在鉆探位置，鉆探裝置位于相對(duì)于鉆管在同一軸線上的容納部件中，在偏移位置，容納部件相對(duì)于鉆管側(cè)向偏移。

本發(fā)明的基本理念在于以下事實(shí)：在產(chǎn)生鉆孔期間，例如，為了倒空鉆探工具，或當(dāng)執(zhí)行測(cè)量操作或維護(hù)操作時(shí)，鉆探裝置不再與鉆管完全分離。相反，鉆探裝置保持與鉆管連接并以限定的方式在其上進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明，鉆探裝置不再被直接夾固在鉆管上，而是被夾固在設(shè)于其上的容納部件上，該容納部件以可調(diào)節(jié)方式被支撐在鉆管上。因此，例如在強(qiáng)風(fēng)的情況下，可實(shí)現(xiàn)在鉆探位置與例如可倒空鉆探工具的偏移位置之間快速和可靠地調(diào)節(jié)鉆探裝置位于其上的容納部件。優(yōu)選的是，偏移位置是這樣設(shè)置的：還對(duì)鉆管的上開口提供自由通道使得可在鉆孔內(nèi)執(zhí)行例如測(cè)量操作或其它工作操作。

結(jié)果，總體上方便了工作過程，即使在強(qiáng)風(fēng)條件的情況下也允許鉆探工具快速和可靠的倒空。因此，根據(jù)本發(fā)明的鉆探設(shè)備還可用于例如離岸區(qū)域中以在海底產(chǎn)生基樁。強(qiáng)海風(fēng)以及設(shè)置在水上運(yùn)載工具上的起重裝置的搖擺運(yùn)動(dòng)很難對(duì)工作過程產(chǎn)生任何影響。

基本上而言，容納部件的調(diào)節(jié)可通過鉆探裝置懸掛在其上的起重裝置的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生。這種情況下，容納部件將相對(duì)于鉆管已被動(dòng)方式被引導(dǎo)。但是，根據(jù)本發(fā)明，特別優(yōu)選的是，提供帶驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)裝置，可使用該調(diào)節(jié)裝置在鉆探位置與偏移位置之間調(diào)節(jié)容納部件。調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動(dòng)裝置可設(shè)置在位于鉆管上的平臺(tái)上，或設(shè)置在鉆探裝置上，例如支撐框架上。調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)可沿引導(dǎo)裝置發(fā)生。

基本上，為了進(jìn)行調(diào)節(jié)，可設(shè)置樞軸關(guān)節(jié)，從而容納部件可通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相對(duì)于鉆管樞轉(zhuǎn)。按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種特別簡(jiǎn)單和可靠的裝置的原因在于調(diào)節(jié)裝置具有沿著位移路徑被引導(dǎo)的托架。為此，位移路徑可具有一個(gè)或兩個(gè)用于線性滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌。但是，也可提供其它類型的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)。