[發(fā)明專利]泥漿護(hù)壁空氣潛孔錘鉆具及鉆井工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210496011.4
• 申請(qǐng)日: 2012-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN102966304A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷琨;殷其雷;彭枧明;博坤;柳鶴;趙志強(qiáng);甘心
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B4/06
• 分類號(hào): E21B4/06;E21B21/12;E21B17/00;E21B17/042
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王立文

1.一種泥漿護(hù)壁空氣潛孔錘鉆具，其特征在于，鉆具為同軸式三通道結(jié)構(gòu)，內(nèi)層鉆桿(5)設(shè)有中心通道(20)，內(nèi)層鉆桿(5)與中間層鉆桿(4)之間構(gòu)成的內(nèi)環(huán)間隙通道為第二層通道，中間層鉆桿(4)與外層鉆桿(3)之間構(gòu)成的外環(huán)間隙通道為第三層通道，鉆井中三通道鉆具在井內(nèi)與孔壁之間形成了井壁外環(huán)間隙通道(21)，在鉆井過程中共形成了四個(gè)流體通道。

2.按照權(quán)利要求1所述的泥漿護(hù)壁空氣潛孔錘鉆具，其特征在于，所述的同軸式三通道鉆具，是由外層鉆桿上接頭(1)通過螺紋與外層鉆桿(3)的上端連接，外層鉆桿(3)下端通過螺紋與外層鉆桿下接頭(7)的上端連接，外層鉆桿下接頭(7)的下端通過螺紋與潛孔錘上接頭(8)上端連接,潛孔錘外管(13)上端通過螺紋與其上接頭(8)下端連接，潛孔錘外管(13)下端通過螺紋連接花鍵套(18)；中間層鉆桿(4)和內(nèi)層鉆桿(5)分別固定在外層鉆桿(3)內(nèi)，中間層鉆桿上接頭(2)通過螺紋與中間層鉆桿(4)上端連接，中間層鉆桿(4)下端通過螺紋與中間層鉆桿下接頭(6)上端連接，中間層鉆桿下接頭(6)下端與潛孔錘上接頭(8)為插接連接，心管(9)插入內(nèi)缸上端蓋(10)內(nèi)并固定，鉆井中同軸式三通道鉆具的連接方式：上面一根三通道鉆桿的外層鉆桿下接頭（7）與下面一根三通道鉆桿的外層鉆桿上接頭（1）以螺紋相連接；上面一根三通道鉆桿的中間層鉆桿（4）與內(nèi)層鉆桿（5）與下面一根三通道鉆桿的中間層鉆桿（4）與內(nèi)層鉆桿（5）之間均為插接方式連接，內(nèi)缸上端蓋(10)裝在內(nèi)缸(11)的上端面，內(nèi)缸(11)、隔套(14)和襯套(16)依次裝在外缸(12)的內(nèi)圓柱面內(nèi)，活塞(15)裝于內(nèi)缸(11)和襯套(16)內(nèi)，鉆頭(19)以花鍵插入花鍵套(18)的花鍵槽內(nèi)，用半圓卡(17)卡在鉆頭(19)上部的環(huán)槽內(nèi)，限制鉆頭沿花鍵向下滑出，實(shí)現(xiàn)鉆頭(19)的軸向定位。

3.一種泥漿循環(huán)護(hù)壁空氣潛孔錘鉆井工藝，其特征在于，包括以下步驟：

a、連接井內(nèi)的鉆具，包括空氣潛孔錘及鉆頭和同軸式三通道鉆桿，同軸式三通道鉆具構(gòu)成了相互封閉的三個(gè)流體通道，既鉆具內(nèi)層鉆桿(5)的內(nèi)孔中心通道(20)，由中間層鉆桿(4)與內(nèi)層鉆桿(5)構(gòu)成的內(nèi)環(huán)間隙通道，由外層鉆桿(3)與中間層鉆桿(4)構(gòu)成的外環(huán)間隙通道，外層鉆桿(3)與井壁之間構(gòu)成了井壁外環(huán)間隙通道21，共四個(gè)流體通道；

b、鉆井過程中每二個(gè)流體通道構(gòu)成一種流體由地面至井底進(jìn)行獨(dú)立循環(huán)的流體通道，因此井內(nèi)共有二個(gè)分別供壓縮空氣和泥漿二種動(dòng)力介質(zhì)獨(dú)立循環(huán)的流體通道，鉆井過程中使用二種不同流體的動(dòng)力循環(huán)介質(zhì)，既由泥漿泵供給的泥漿動(dòng)力介質(zhì)和由空氣壓縮機(jī)供給的壓縮空氣流體動(dòng)力介質(zhì)；

c、鉆井中由空氣壓縮機(jī)輸出的壓縮空氣經(jīng)外層鉆桿(3)與中間層鉆桿(4)構(gòu)成的外環(huán)間隙通道，進(jìn)入空氣潛孔錘內(nèi)驅(qū)動(dòng)潛孔錘工作，產(chǎn)生的高頻高能沖擊力，直接作用于鉆頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)井底巖石的高效碎巖鉆進(jìn)；

d、驅(qū)動(dòng)潛孔錘工作后的廢氣經(jīng)由潛孔錘內(nèi)部通道進(jìn)入三通道鉆具的中間層鉆桿(4)與內(nèi)層鉆桿(5)構(gòu)成的內(nèi)環(huán)間隙通道，將廢氣排放至大氣中，壓縮空氣在井內(nèi)的循環(huán)與工作完全處于封閉狀態(tài)，呈獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)，不與井內(nèi)接觸與聯(lián)通，使壓縮空氣不受井內(nèi)流體圍壓的影響；

e、在空氣潛孔錘鉆井的同時(shí)，由泥漿泵輸出的泥漿沖洗液經(jīng)井內(nèi)的同軸式三通道鉆具的內(nèi)孔中心通道(20)進(jìn)入井底，冷卻鉆頭球齒后攜帶巖粉和巖屑沿著外層鉆桿(3)與井壁之間的井壁外環(huán)間隙通道(21)排至井口，進(jìn)入地面泥漿池。