[實用新型]一種用于大直徑豎井成孔的孔內反循環鉆具裝置

有效

• 申請號: 201520258328.3
• 申請日: 2015-04-27
• 公開（公告）號: CN204782796U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 聶慶科;楊海朋;孫運青;劉俊永;楊征;雷永生
• 申請（專利權）人: 河北建設勘察研究院有限公司
• 主分類號: E21B10/60
• 分類號: E21B10/60;E21B10/00;E21B17/00
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 董金國

技術領域

本實用新型涉及一種鉆具裝置，特別是一種適用于在基巖破碎帶地層中采用機械鉆井法成孔施工的孔內反循環鉆具裝置，屬于礦山和市政工程建設技術領域。

背景技術

在礦山豎井工程施工中，多采用機械鉆井法配合泥漿循環液鉆進成孔，根據鉆機設備類型，成孔方式可分為一次成孔或分級擴孔成井，泥漿循環方式可分為正循環或反循環。對于大直徑或超大直徑工程豎井，多采用反循環排渣工藝清除鉆渣或孔底沉渣。鉆進成孔時，若地層中存在裂隙，常會出現泥漿循環液的大量流失，一般采取向孔內投擲如秸稈、稻草、鋸末、紅土、膨潤土、純堿、聚丙烯酰胺等材料造漿堵漏，但當存在較大的裂隙或破碎帶，或連通溶洞和采空區時，以上方法往往達不到堵漏的效果，造成孔內液面下降，不能滿足氣舉沉沒比要求，無法正常采用反循環鉆進，進而造成工程無法繼續實施。為此，尋找一種大直徑豎井機械鉆井法成孔施工的孔內反循環鉆具裝置，適用于在基巖破碎帶等漿液滲漏嚴重地層中鉆進成孔，對解決了孔內泥漿流失，液面下降所造成的不能反循環排渣鉆進施工難題，具有積極意義。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種用于大直徑豎井成孔的孔內反循環鉆具裝置，用于地層中存在破碎帶、漏漿嚴重的大直徑工程豎井的鉆進成孔施工。

本實用新型解決其技術問題采取的技術方案是這樣的：

一種用于大直徑豎井成孔的孔內反循環鉆具裝置，其結構中鉆桿頂部為動力頭，最下端為鉆頭，在鉆桿外側套裝有由螺旋管彎成的沉渣筒，沉渣筒上端敞口，底部密封，鉆桿位于沉渣筒的中心位置，稱之為沉渣筒鉆桿，在沉渣筒上方的鉆桿上開有出渣口。

使用本鉆具裝置時，根據孔內穩定泥漿液面的高度確定出渣口鉆桿在孔內的位置，根據鉆機提升能力可連接多節沉渣筒鉆桿，也就是根據需要可將多節沉渣筒鉆桿連接在一起，上方再連接普通鉆桿，底節鉆桿連接鉆頭，利用吊車將鉆具向孔內下放至要求深度；將出渣口鉆桿與上節普通鉆桿的法蘭連接處用圓鐵板隔擋鉆桿內通道，確保鉆渣不再往上通過，直接從出渣口順利排出；根據實際鉆進深度及孔內泥漿液面穩定高度，確定風包的設置位置，使其滿足氣舉沉沒比；將鉆具連接鉆機，打開空壓機，循環泥漿開始鉆進。鉆渣隨泥漿經鉆桿到出渣口返出進入沉渣筒，沉渣筒蓄滿鉆渣后，提鉆倒渣，完成一個循環的鉆進工作。重新逐節下放孔內反循環鉆具裝置，繼續鉆進至設計位置，完成鉆孔。

本實用新型取得的有益效果是：將“出渣口”從地面下移至孔內滿足氣舉沉沒比處，使得能在孔內形成反循環工藝，解決了在基巖破碎帶中泥漿嚴重漏失、不能正常反循環鉆進的大直徑工程豎井成井施工。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖中標號代表的含義是：

1、水口2、鉆頭3、風包4、沉渣筒5、傳扭圈6、出渣口

7、擋板8、鉆桿9、風管10、動力頭。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。

如圖1所示，一種用于大直徑豎井成孔的孔內反循環鉆具裝置，主要由鉆頭2、鉆桿8、動力頭10、沉渣筒4、傳扭圈5、擋板7、風管9等組成。鉆桿間采用法蘭連接，并用螺栓緊固。沉渣筒4采用長度為6m、直徑為1020mm、厚為10mm的螺旋管并套裝焊接在普通鉆桿8的外側，且鉆桿處于沉渣筒中心，沉渣筒4底和上口分別距離鉆桿法蘭1m方便螺栓連接，沉渣筒底部用厚10mm鋼板焊接密封，沉渣筒4上端敞口并設有支撐板牢固焊接在鉆桿上。位于沉渣筒4上方的鉆桿8開有出渣口6，出渣口寬160mm、高280mm，出渣口四周加焊6塊高600mm、寬160mm、厚30mm的立式筋板，外面套一個直徑800mm、高600mm、厚20mm的加強傳扭鋼圈，牢固焊接在鉆桿壁上以增強鉆桿強度。

用于某煤礦瓦斯井工程，為2口鉆孔直徑1200mm，設計孔深320m。采用大型回轉鉆機一次成孔氣舉反循環工藝排渣。當鉆孔至180m深度時，由于地層中存在未知的裂隙和斷層，鉆孔開始大量漏漿。先后采取惰性材料堵漏、紅土造漿堵漏、高粘度化學泥漿堵漏、正循環鉆進、全孔注水泥漿等方法處理，均未取得明顯效果，漏漿量約為150-200m³/h。采用直接向孔內加水（約120m³/h），邊加水邊鉆進，鉆渣在充分破碎后隨水流從裂隙中漏走，當鉆孔至240m時鉆機動力頭扭矩增大至220kn·m仍無法鉆進，孔內沉淀達7m，如繼續鉆進可能會造成埋鉆、卡鉆事故，此時孔內水位為200m，無法繼續采用反循環工藝鉆進。具體使用本實用新型施工步驟如下：